工信部王所长：5G的愿景与需求

5G新空口算法是本次大赛的主题，5G是面向2020年商业应用的系统。对5G到底是一个什么样的系统，到底能满足哪些需求，今年国际电信联盟已经发布了5G的愿景和需求。在国内有IMT-2020(5G)推进组，提出了我们国家对5G的理解。

　　5G一方面在现有的4G进一步提升，满足移动互联网的需求，另外5G向各行各业拓展，因此说5G是未来社会生活的基础设施。图1展现的是一个非常有名的、我国提出来的5G之花，其中六片花瓣代表了5G的性能指标，下面三个叶子是它的能效指标。从它的关键性能来看，和4G相比，也能够体现对移动互联网和物联网的支持。一个在移动互联网领域提出了用户体验速率，另外针对物联网提出来每平方公里达到百万级的连接密度、毫秒级的时延。

　　图1 5G之花

　　可以简单地将5G的主要场景划分为两大类：移动物联网场景，移动互联网场景。移动互联网场景和4G网比较相象，所以也包括了广域覆盖、热点高容量。针对物联网多样化场景，简单的来看，或者说从非常具有挑战意义的关键指标来看又划分为两个：1.低时延高可靠性场景，车联网和工业场所在的环境;2.低功耗、大连接场景，如智能电网，抄表等，在此条件下连接和低功耗的要求挑战最大。

　　图2 5G主要场景

　　对于物联网多样化的场景，如何通过一个无线接口实现，对我们来说是非常大的挑战。现在国内首先提出来5G软空口或叫做灵活空口。空口是统一框架，能够满足移动互联网各种场景的需要，同时又是一个灵活可配制的，它包括很多关键参数，比如帧结构、调制方式、信道编码等等，针对不同的应用场景可以做不同的参数，我们可以形成一个最优的解决方案满足这个场景。

　　在整个架构确定之后，5G的关键技术也是非常重要的一个元素。什么是5G关键技术?大家还在讨论。因为从明年开始会在全球开始5G标准的一些研究工作，所以哪些关键技术能够进入到标准中，其中除了它的先进性以外，这种技术的可实现性和产业的成熟度也是评估技术标准的要素，从这两个角度来说也是本次大赛所特别验证的，也是对我们的标准化工作给予有力支撑的一个方面。

　　图3 5G无线关键技术

　　图3中列出了部分5G的关键技术，有一些其实是在4G中有很多积累。包括大规模天线阵列，新型多址技术和超密集组网等。此外，针对新型的多载波和先进的调制编码技术，业界现在正在做很多研究，看它们到底在哪些方面是否可适用于5G。其中三大新空口算法就是重要的5G候选技术：

　　 F-OFDM(Filter-OFDM)，它能够实现空口物理层切片后向兼容LTE 4G系统、又能满足未来5G发展的需求。它能将OFDM载波带宽划分成多个不同参数的子带，并对子带进行滤波，而在子带间尽量留出较少的隔离频带;可以将整个频段按照未来不同种类的业务精细分割，对空口实现灵活切片更好支持不同业务的带宽时延、可靠性需要，同时带来频谱资源利用率提升。

　　 极化码Polar Code，一个能达到香农极限信道容量的特殊码系，近年得到了5G标准化研发机构和学术界的强烈关注。

　　 SCMA(稀疏码多址接入)，是应5G需求设计产生的一种非正交多址技术。其非正交叠加的码字个数可以成几倍大于使用的资源块个数，从而成几倍的提高频谱利用率。