隨著信息化社會(huì)的快速發(fā)展，信息通信技術(shù)(ICT)在人類社會(huì)中所發(fā)揮的作用越來越大，而承載信息傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)(CT)已經(jīng)成為整個(gè)信息化社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)賴以正常運(yùn)行的基石。當(dāng)前，加快5G技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定的步伐已成為國際主流共識(shí)，而我國自去年成立IMT-2020(5G)推進(jìn)組以來，一直在大力推進(jìn)5G的研發(fā)進(jìn)程。如何在5G技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定的競賽中取得先發(fā)優(yōu)勢，并且利用先發(fā)優(yōu)勢占領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，是值得我們在推進(jìn)5G研發(fā)中思考的問題。
　　推進(jìn)5G研發(fā)符合信息社會(huì)發(fā)展的大趨勢
　　為了在未來信息消費(fèi)中提供一個(gè)多場景、無縫式傳輸通道，必須推進(jìn)5G研發(fā)。
　　(一)移動(dòng)數(shù)據(jù)流量猛增是推進(jìn)5G研發(fā)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)
　　過去的幾十年里，移動(dòng)通信技術(shù)逐漸從1G演進(jìn)到如今的4G。移動(dòng)通信的應(yīng)用場景從滿足簡單的語音通話，到如今已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)多媒體交互式的高速體驗(yàn)。這種技術(shù)的演變也影響了移動(dòng)通信業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)的巨大變化——目前移動(dòng)通信的主要業(yè)務(wù)已經(jīng)由以前的語音和短信演變?yōu)楝F(xiàn)在的“數(shù)據(jù)流量”。近年來，全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的爆炸式增長勢頭持續(xù)增長，預(yù)計(jì)2010年到2020年全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長將超過200倍，2010年到2030年將增長近2萬倍。中國的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增速高于全球平均水平，預(yù)計(jì)2010年到2020年將增長300倍以上，2010年到2030年將增長超4萬倍。發(fā)達(dá)城市及熱點(diǎn)地區(qū)的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增速更快，2010年到2020年上海的增長率可達(dá)600倍，北京熱點(diǎn)區(qū)域的增長率可達(dá)1000倍(如圖所示)。在移動(dòng)數(shù)據(jù)流量持續(xù)猛增的大背景下，現(xiàn)在商用的3G或者4G在未來都難以滿足如此大的增長需求，因此必須前瞻性地開展5G研發(fā)。
　　(二)未來信息消費(fèi)的快速增長需要以5G為基石
　　根據(jù)工信部相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2014年上半年，我國信息消費(fèi)整體規(guī)模達(dá)到1.34萬億元，網(wǎng)絡(luò)購物規(guī)模達(dá)到1.1萬億元，用戶規(guī)模達(dá)到3.32億。由此可見，加大信息消費(fèi)推進(jìn)力度，是推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、提升國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要舉措。
　　寬帶是推進(jìn)信息化建設(shè)、促進(jìn)信息消費(fèi)不可或缺的重要手段，2013年8月14日國務(wù)院發(fā)布的《國務(wù)院關(guān)于促進(jìn)信息消費(fèi)擴(kuò)大內(nèi)需的若干意見》(國發(fā)〔2013〕32號(hào))中明確指出，要完善寬帶網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)施“寬帶中國”戰(zhàn)略，加快信息基礎(chǔ)設(shè)施演進(jìn)升級(jí)，進(jìn)一步肯定了寬帶在加快信息化推進(jìn)、拉動(dòng)信息消費(fèi)中的作用。而作為寬帶網(wǎng)絡(luò)中的重要成員之一，無線寬帶在加快信息化推進(jìn)、拉動(dòng)信息消費(fèi)中的重要性日益凸顯。據(jù)工信部專家估計(jì)，目前每年約有幾千億元的投資是用于無線寬帶為主的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并能進(jìn)一步衍生出高達(dá)幾萬億元的信息產(chǎn)品銷售，成為信息消費(fèi)的重要推手。隨著信息消費(fèi)形態(tài)的不斷增多和用戶體驗(yàn)需求的不斷攀升，今后對于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的性能要求勢必會(huì)持續(xù)增強(qiáng)。正因?yàn)榇耍瑸榱嗽谖磥硇畔⑾M(fèi)中提供一個(gè)更快速、更穩(wěn)定和更安全的多場景、無縫式傳輸通道，必須推進(jìn)5G研發(fā)。
　　(三)5G將加速現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字世界的完美融合
　　隨著ICT技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是移動(dòng)通信技術(shù)在提升傳輸通道性能方面的優(yōu)異表現(xiàn)，人們不僅僅只滿足于“人”與“人”之間的移動(dòng)互聯(lián)互通，更希望能在“人”與“物”、“物”與“物”之間都建立起可靠的連接，實(shí)現(xiàn)更智能化的生活和工作。近幾年興起的物聯(lián)網(wǎng)，就是為了實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)這一目標(biāo)。按照物聯(lián)網(wǎng)概念的一般解讀，物聯(lián)網(wǎng)可劃分為感知層、傳輸層和應(yīng)用層，感知層獲取的信息能不能快速、準(zhǔn)確、可靠地傳輸?shù)綉?yīng)用層，完全依賴于傳輸層的性能。可以說，傳輸層在感知層與應(yīng)用層之間起到了非常重要的橋梁作用。雖然傳輸層的信息傳輸可以采用有線和無線兩種技術(shù)方式來實(shí)現(xiàn)，但是由于用戶的應(yīng)用場景往往是移動(dòng)和多樣的，因此無線通信方式在傳輸層的重要性在某種程度上來說是唯一的解決方式。在現(xiàn)實(shí)和數(shù)字世界完美融合的網(wǎng)絡(luò)里，不僅需要公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的廣域覆蓋，更需要短距離信息交互的通信方式，如WiFi、RFID、NFC等等，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合已成為無線通信研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，而異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合正是5G的核心。
　　在5G時(shí)代，“人”與“人”、“人”與“物”和“物”與“物”之間將打破原有的互聯(lián)互通界線，所有的“人”和“物”都將存在于一個(gè)有機(jī)的數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)里，數(shù)據(jù)或者信息將通過最優(yōu)化的方式進(jìn)行傳遞。5G將是移動(dòng)化ICT(M-ICT)時(shí)代信息承載的基礎(chǔ)，其將吸收蜂窩網(wǎng)絡(luò)和諸如WiFi等無線局域網(wǎng)的優(yōu)秀特性，形成一個(gè)真正能夠“海納百川”的泛網(wǎng)無線通信網(wǎng)絡(luò)。
　　(四)改善頻譜效率和能源效率需要推進(jìn)5G研發(fā)
　　在“十七大”的報(bào)告中，首次提出了生態(tài)文明建設(shè)的倡導(dǎo)，進(jìn)一步明確了把“生態(tài)文明”作為全面建設(shè)小康社會(huì)目標(biāo)的新要求。對于移動(dòng)通信業(yè)來說，要滿足生態(tài)文明建設(shè)的要求、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，首先必須解決頻譜資源短缺的問題。據(jù)相關(guān)研究結(jié)果顯示，2020年我國將存在約1000MHz的頻率缺口，未來的頻譜缺口較大，可能會(huì)成為我國移動(dòng)通信業(yè)未來發(fā)展的掣肘。其次要解決高能耗問題。在全國范圍內(nèi)大規(guī)模部署基站的今天，尤其是目前正在推進(jìn)LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，由于LTE能耗占比大、增速快，已成為業(yè)內(nèi)在能耗問題上重點(diǎn)關(guān)注和研究的問題。以中國移動(dòng)為例，其2012年能耗達(dá)到149億度，其中基站能耗占比達(dá)到了64%，可見移動(dòng)通信的能耗問題比較突出。
　　推進(jìn)5G的研發(fā)，不僅僅是要提升移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)容量和網(wǎng)絡(luò)性能，更重要的是通過技術(shù)的創(chuàng)新，顯著改善頻譜效率和能源效率，從而最大限度降低運(yùn)維成本，最終實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。