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1、从移动互联网和物联网应用对移动通信的需求谈 5G的愿景摘要文章分析了移动互联网和物联网对未来移动通信的需求，基于需求，从数据流量、用户体验、频谱利用、低能功耗等方面对5G 提出了一系列愿景：高流量、低时延、高智能、低能耗关键词：移动互联网；物联网；5G 愿景；需求分析一、引言移动互联网和物联网是未来移动通信发展的两大主要驱动力。移动互联网颠覆了传统移动通信业务模式，为用户提供前所未有的使用体验，深刻影响着人们工作生活的方方面面。物联网扩展了移动通信的服务范围，从人与人通信延伸到物与物、人与物智能互联，使移动通信技术渗透至更加广阔的行业和领域。为了应对未来爆炸性的移动数据流量增长、海量的设备连接
2、、 不断涌现的各类新业务和应用场景，发展第五代移动通信（5G）技术已成为一个必然趋势。而5G 技术的提出也将推动物联网更进一步的发展。二、移动互联网与物联网的需求分析1.激增的移动数据流量需求面向 2020 年以及未来，智能终端的普及、移动应用的蓬勃发展，促使移动互联网呈现出爆炸式发展。而物联网面向多种行业应用，呈现出多样化发展趋势，其泛在化特征日益显现。根据工业和信息化部电信研究院的预测，全球移动终端（不含物联网设备）数量将超过100 亿，其中中国将超过20 亿。全球物联网设备连接数也将快速增长，2020 年将达到70 亿，其中中国将接近15 亿。同时，预计2010年到 2020 年全球移动
3、数据流量增长将超过200 倍，2010 年到 2030 年将增长近2 万倍；中国的移动数据流量增速高于全球平均水平，预计2010 年到 2020 年将增长300 倍以上， 2010 年到 2030 年将增长超4万倍。2.高性能、高安全、低成本的用户体验需求5G 将渗透到未来社会的各个领域，以用户为中心构建全方位的信息生态系统。移动互联网领域，超高清视频、海量实时的数据交互需要可媲美光纤的传输速率，增强现实、云桌面、在线游戏等业务需要“无感知”的时延，此外，用户也希望在不同的场景（比如体育场、露天集会、演唱会等超密集场景，高铁、车载、地铁等高速移动环境）下得到一致业务体验；物联网领域，其不仅涉及
4、普通个人用户，也涵盖了大量不同类型的行业用户，业务特征也差异巨大。这使得5G 应具备更强的灵活性、可扩展性以及和安全可靠性，以适应海量的设备连接和多样化的用户需求。此外，网络与信息安全的保障，低功耗、低辐射，实现性能价格比的提升成为所有用户的诉求。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 3.提高频谱资源使用效率的需求移动通信的频谱资源是有限的。移动通信系统的频率由ITU-R 进行业务划分。目前，ITU-R 划分了450M
5、Hz 、 700MHz 、800MHz 、 1800MHz 、1900MHz 、2100MHz 、2300MHz 、2500MHz 、3500MHz和4400MHz 等频段给IMT 系统使用。 LTE 网络部署初期主要集中在2.6G H z 、1.8GHz 和 700MHz ，然而由于各国家和地区使用情况存在差异，这给产业链和用户带来困难。例如New iPad 只支持 700MHz 及2100MHz 频率， 这两个频段在很多国家不能使用。对我国来说， 上述频段存在多种业务（如铁路调度系统、广播电视系统、集群系统、雷达系统以及固定卫星系统等），因此给LTE 频率规划和网络部署带来巨大的挑战。按照
6、ITU-R 的预计， 10 年后移动流量将是现在的1000 倍。如此巨大的数据流量亟需提升频谱的使用效率，改变目前碎片化的使用方式。因此，针对频谱资源稀缺问题，未来5G 需要使用合适的频谱使用方式和新技术来提高频谱使用效率。三、5G的愿景为了满足未来用户、业务、网络的新需求，必然要求5G 具有更多更先进的功能，实现无时不在、无所不在的信息传递。1.光纤般的传输速率，超容量的带宽提及网络，一般首先提到的最基本的指标就是传输速率。面对未来移动智能终端的普及、移动应用的蓬勃发展，由此而带来的激增的移动数据流量，为了满足用户的需求，5G 必须具有光纤般的传输速率，超高容量的带宽。经过上文的需求分析，我
7、认为5G 与 4G 相比较，传输速率与带宽应满足如下指标：传输速率提高10 100 倍，用户体验速率0.11 Gb/s，用户峰值速率可达10 Gb/s。2.泛在的网络覆盖， “ 无感知 ” 的端对端时延未来移动通信将满足各种类型互联网业务的个性化需求，提供无所不在的智能信息服务，无所不在的连接，这要求5G 要有更好的覆盖、更大的连接数密度及更好的移动适应性，以保证用户在不同的环境下都能得到一致的服务体验。同时，物联网的控制类业务中，如车联网、自动控制等业务，对时延要求敏感，要求时延低至毫秒量级，且需要保证高可靠性。因此，我认为5G 在连接数密度指标及时延指标应满足：连接设备密度提升10100
8、倍，达到每平方公里数百万个；流量密度1001 000 倍提升，达到每平方公里每秒数十太比特；时延降低510 倍，达到毫秒量级；移动性达到500 km/h 以上，实现高铁环境下的良好用户体验。3.智能的网络管理，高效的频谱利用未来移动通信网络数据流量和信令流量将呈现爆炸式增长，而频谱资源又十分有限，面对挑战， 5G名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 需要能够网络智能化，以最大化每比特收益，实现网络资源、用户体验和收益的
9、和谐发展。网络的智能化要求包括：(1).网络架构智能化：5G需要具备灵活可扩展的网络架构以适应用户和业务的多样化需求；(2).频谱利用智能化：5G 需要灵活高效地利用各类频谱，包括对称和非对称频段、重用频谱和新频谱、低频段和高频段、授权和非授权频段等；(3).网络业务智能化：5G需要支持网络对用户行为和业务内容的智能感知并作出智能优化；(4).网络安全智能化：5G 需要能提供多样化的网络安全解决方案，以满足各类移动互联网和物联网设备及业务的需求。4.有效的功耗节能，可持续的网络发展频谱利用、能耗和成本是移动通信网络可持续发展的三个关键因素。为了实现可持续发展，5G 系统相比 4G 系统在频谱效
10、率、能源效率和成本效率方面需要得到显著提升。具体来说，频谱效率需提高515 倍，能源效率和成本效率均要求有百倍以上提升。四、总结及展望在移动互联网和物联网的强劲推动力驱动下，移动通信的产业能力快速提升，面向2020 年及未来的 5G 时代正向我们走近，高流量、低时延、高智能、低能耗的5G 无线技术及新型网络成为技术研究方向。 5G 将以可持续发展的方式，满足未来超千倍的移动数据增长需求，将为用户提供光纤般的接入速率，“零”时延的使用体验，千亿设备的连接能力，超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务，业务及用户感知的智能优化，同时将为网络带来超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降
11、低，并最终实现“信息随心至，万物触手及”的5G 愿景。五、参考文献：1窦笠 ,孙震强 ,李艳芬 . 5G 愿景和需求 J. 电信技术 ,2013,12:8-11. 2王志勤 ,罗振东 ,魏克军 .5G 业务需求分析及技术标准进程J.中兴通讯技术 ,2014,02:2-4+25. 3白鹭 ,揭摄 .移动通信网络对物联网承载需求分析J.电信工程技术与标准化,2010,12:31-34.4IMT-2020(5G)推进组 .5G 的愿景与需求白皮书.C IMT-2020(5G)峰会 -5G 目标及能力， 2014.05. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -