1.2.4 5G关键技术需求

（1）5G关键技术需求。从5G三大应用场景分析5G关键技术需求：eMBB场景的技术需求包括支持更高带宽、适应各种频谱类型、Massive MIMO、支持毫米波、改进网络/信令效率、更好地支持家庭网络与多播/灵活的载波链路聚合等；uRLLC场景的技术需求包括支持超低时延、优化的物理层/导频/混合自动请求重发（Hybrid Auto Repeat Request, HARQ）、高效复用、冗余链接、免调度传输等；mMTC场景的技术需求包括支持低复杂度、窄带宽实现、低能量波形、优化链路预算、降低开销、管理多跳网等。

（2）5G关键使能技术。面对多样化场景的极端差异化性能需求，5G很难像以往一样以某种单一技术为基础，形成针对所有场景的解决方案。5G技术创新主要来自无线技术和网络技术两方面。在无线技术领域，5G采用的大规模天线阵列、超密集组网、新型多址和全频谱接入等技术已成为业界关注的焦点；在网络技术领域，5G基于软件定义网络（Software Defined Network, SDN）和网络功能虚拟化（Network Functions Virtualization, NFV）的新型网络架构已取得广泛共识。未来的5G网络将是基于SDN、NFV和云计算技术的更加灵活、智能、高效、开放的网络系统。5G网络架构包括接入云、控制云和转发云三个域。基于“三朵云”的新型5G网络架构是移动网络未来的发展方向。

（3）5G概念。5G关键能力比前几代移动通信系统更加丰富，用户体验速率、连接数密度、端到端时延、峰值速率和移动性等都将成为5G的关键性能指标。然而，与以往只强调峰值速率的情况不同，业界普遍认为用户体验速率是5G最重要的性能指标，它真正体现了用户可获得的真实数据速率，也是与用户感受最密切的性能指标。基于5G主要场景的技术需求，5G用户体验速率应达到Gbps量级。当前无线技术创新也呈现多元化发展趋势，除了新型多址技术，大规模天线阵列、超密集组网、全频谱接入、新型网络架构等也被认为是5G主要技术方向，均能够在5G主要技术场景中发挥关键作用。

综合5G关键能力与核心技术，5G概念可由标志性能力指标和一组关键技术来共同定义，如图1.7所示，标志性能力指标为“Gbps级用户体验速率”，一组关键技术包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构。

图1.7 5G概念

（4）5G技术路线。从技术特征、标准演进和产业发展的角度分析，5G存在新空口和4G演进两条技术路线。其中，新空口路线主要面向新场景和新频段进行全新的空口设计，不考虑与4G框架的兼容，通过新的技术方案设计和引入创新技术来满足4G演进路线无法满足的业务需求及挑战，特别是各种物联网场景及高频段需求。

5G技术演进路线如图1.8所示。

图1.8 5G技术演进路线

面向未来的移动互联网和移动物联网业务需求，5G将重点支持连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠性四个主要技术场景，将采用大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构等核心技术，通过新空口和4G演进两条技术路线，实现Gbps级用户体验速率，并保证在多种场景下的一致性服务。

在4G演进路线方面，通过在现有4G框架基础上引入增强型新技术，在保证兼容性的同时实现现有系统性能的进一步提升，在一定程度上满足5G场景与业务需求。此外，无线局域网（Wireless Local Area Network, WLAN）已成为移动通信的重要补充，主要在热点地区提供数据分流服务。

在新空口技术突破方面，5G将采用新型网络架构、分布接入和集中计算、新空口传输技术[非正交非同步多址、轨道角动量（Orbital Angular Momentum, OAM）、同频同时双工]、LTE-Hi小区持续增强、边缘性能增强和用户体验提升、三维波束赋形等先进技术。