1.2.3 5G关键能力需求指标

ITU从技术的角度总结5G关键能力需求指标，如图1.4所示。

图1.4 5G关键能力需求指标

（1）支持1000倍的流量增长，单位面积吞吐量显著提升。

（2）支持100倍的连接数。未来5G网络用户范畴极大扩展，随着物联网的快速发展，要求单位覆盖面积内支持的连接数极大增长，在一些场景下通过5G移动网络连接的器件数目达到100万/平方千米，相对4G增长100倍。

（3）支持10Gbps峰值速率。根据历代移动通信系统发展规律，5G网络同样需要10倍于4G网络的峰值速率，即达到10Gbps量级。在一些特殊场景下，用户可能存在单链路10Gbps峰值速率的需求。

（4）支持10～100Mbps的用户体验速率。5G网络需要保证在绝大多数的条件下（如98%以上概率），任何用户都能够获得10Mbps及以上速率体验。对于有特殊需求的用户和一些特殊业务，5G系统需要提供高达100Mbps的业务速率保障，以满足部分特殊高优先级业务（如急救车内高清医疗图像传输服务）的需求。

（5）更低的时延和更高的可靠性。5G网络需要为用户提供随时在线的体验，并满足如工业控制、紧急通信等更多高价值场景需求。一方面要求进一步降低用户面时延和控制面时延（达到4G时延的五分之一到十分之一），达到人类反应的时间极限，如5ms（触觉反应），并提供真正的随时在线体验。另一方面，一些关系人的生命和重大财产安全的业务，要求端到端可靠度提升到99.99%。

（6）更高的频谱效率。针对先进国际移动通信（International Mobile Telecommunications-Advanced, IMT-Advanced）技术规范，ITU的需求是在室外场景下平均频谱效率最低能达到2～3bps/Hz。通过引入多点协作（Coordinated Multiple Points, CoMP）等先进特性，IMT-Advanced可进一步提升系统的频谱效率。通过演进及革命性技术的应用，5G的平均频谱效率相对于4G需要提升3倍，解决流量爆炸性增长带来的频谱资源短缺问题。

（7）支持更高的能量效率，网络综合能量效率提升100倍。

绿色低碳是未来技术发展的重要需求，端到端的节能设计使网络综合能量效率提升100倍，即达到100倍流量提升的效果但能耗与现有网络相当的水平。

IMT-2020的5G技术指标量化目标如图1.5所示。

图1.5 IMT-2020的5G技术指标量化目标

相比于ITU总结的5G关键能力需求指标，我国的表达方式显得更加雅致一些。如图1.6所示，我国IMT-2020推进组提出了描述5G关键能力指标的“5G之花”。鲜花的6个花瓣代表6种关键性能，3片绿叶表征3种效率指标。需要说明的是，在“5G之花”的9项指标中有8项指标被ITU采纳，其中成本效率指标因为在实际应用中难以衡量，最终该项指标并没有被ITU采纳。

图1.6 “5G之花”关键能力指标

针对5G愿景和应用场景，我国认为5G移动宽带系统将成为面向2020年以后人类信息社会需求的无线移动通信系统，它是一个多业务、多技术融合的网络系统，通过技术的演进和创新，满足未来包含广泛数据和连接的各种业务的快速发展需要，提升用户体验。“5G之花”设计理念的提出，旨在应对2020年后多样化、差异化业务的巨大挑战，满足超高速率、超低时延、高速移动、高能效和超高流量与连接数密度等多维能力指标。