11月3日，東南大學(xué)教授、移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任尤肖虎出席2022云棲大會“讓5G普惠企業(yè)----5G云專網(wǎng)發(fā)展分論壇”發(fā)表了題為《5G發(fā)展演進(jìn)：機(jī)遇與挑戰(zhàn)》的主旨演講，DVBCN根據(jù)尤肖虎的線上發(fā)言作成此文。

5G發(fā)展中的態(tài)勢及挑戰(zhàn)

就移動(dòng)通信的發(fā)展史，可以總結(jié)為三大階段。第一階段（1980s——1990s），從FDMA代表的“1G”到TDMA代表的“2G”，從模擬化實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化；第二階段（2000s——2010s），從CDMA代表的“3G”進(jìn)入到OFDM+MIMO為代表的“4G”時(shí)代，實(shí)現(xiàn)了從窄帶到寬帶的問題解決；第三階段（2020s——2030s），正式進(jìn)入了“5G/B5G/6G”的時(shí)代，將實(shí)現(xiàn)從移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)到移動(dòng)信息基礎(chǔ)設(shè)施的解決，從為人的服務(wù)滲透到垂直行業(yè)的應(yīng)用。另外，從2G數(shù)字化開啟到如今的5G，頻譜效率提升了約125倍，每載波容量提升了約22000倍。因此，5G也被稱為將會改變社會，能顛覆傳統(tǒng)的產(chǎn)生方式。

5G的愿景為“增強(qiáng)寬帶，萬物互聯(lián)”，主要特征為三大典型場景：

1）eMBB（enhanced Mobile BroadBand，增強(qiáng)移動(dòng)寬帶）場景，代表為滿足手機(jī)新興業(yè)務(wù)的大視頻類場景，如AR/VR/XR、4K/8K超高清、游戲等應(yīng)用；

2）uRLLC（Ultra-Reliable Low LatencyCommunications，高可靠低時(shí)延連接）場景，主要以智聯(lián)萬物的大連接為表現(xiàn)形式，如海量傳感以及物與物互聯(lián)應(yīng)用為代表；

3）mMTC（massive Machine-Type Communications，海量機(jī)器類通信）場景，以車聯(lián)網(wǎng)及工業(yè)應(yīng)用為代表的高可靠低時(shí)延為表現(xiàn)，如任務(wù)關(guān)鍵性（Mission Critial）應(yīng)用。

客觀而言，5G的導(dǎo)入周期已經(jīng)比4G更快了，得益于國家政策支持及基礎(chǔ)設(shè)施的快速建設(shè)，使得我國5G商用出處于了全球第一梯隊(duì)。預(yù)計(jì)到“十四五”末，我國5G產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望逼近4萬億大關(guān)，帶動(dòng)集成電路、光通信與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的快速發(fā)展，使得5G融合應(yīng)用將在各行業(yè)中充分展開。

另外，也要認(rèn)識到現(xiàn)階段的一些不足之處：

1）5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本和功耗居高不下，建網(wǎng)與運(yùn)營的成本是4G的2—3倍；

2）5G的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化方面還需長周期的探索，更多垂直商用也對網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求；

3）5G的三大應(yīng)用場景核心支撐技術(shù)發(fā)展成熟度不均衡，制約了5G垂直行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展；

4）3GPP已開始5G Advanced國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，將圍繞網(wǎng)絡(luò)智能、通感一體、縮減能力物聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)展開研究，以更好地支撐5G增強(qiáng)寬帶、萬物互聯(lián)的發(fā)展愿景。

5G演進(jìn)發(fā)展還面臨一系列潛在的技術(shù)路線“選擇性”風(fēng)險(xiǎn)，主要包括：

1）高頻還是低頻為主的爭議，以毫米波等高頻技術(shù)為主還是以10GHz以下的頻段為主？

2）空中與地面的爭議，以地軌衛(wèi)星為主構(gòu)建未來移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)還是以空中網(wǎng)絡(luò)作為地面網(wǎng)絡(luò)的延伸及補(bǔ)充？

3）通用與專用的爭議，該引入開放式O-RAN無線接入構(gòu)架還是專用硬件平臺仍占據(jù)主導(dǎo)地位？

4）演進(jìn)與革命的爭議，6G該是以5G為基礎(chǔ)的進(jìn)一步升級與演進(jìn)，還是實(shí)現(xiàn)跨越5G的發(fā)展？

未來的發(fā)展新機(jī)遇

3GPP在第46次PCH會議中正式將5G演進(jìn)的名稱確定為5G-Advanced，正在進(jìn)入5.5G時(shí)代，將涉及5G上行鏈路的增強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)智能化、通信感知一體化等一系列技術(shù)內(nèi)容，并將更好地滿足未來垂直行業(yè)的應(yīng)用。因此，需要系統(tǒng)的總結(jié)5G現(xiàn)有的不足，并開創(chuàng)5G更為美好的未來。這就需要厘清5G的技術(shù)現(xiàn)存問題，厘清已有的三大場景技術(shù)潛力、厘清新場景潛在技術(shù)途經(jīng)。

1）5G eMBB再增強(qiáng)

當(dāng)前大規(guī)模MIMO雖然提高了頻譜的利用效率，但也增加了整體的成本，顯著提升了設(shè)備功耗，因此如何有效提升大規(guī)模MIMO利用問題是此部分的焦點(diǎn)，如晚間與其他時(shí)段用戶使用效率低，能否考慮動(dòng)態(tài)關(guān)斷？

2）5G uRLLC再增強(qiáng)

uRLLC是當(dāng)前5G技術(shù)應(yīng)用的薄弱環(huán)節(jié)，基礎(chǔ)技術(shù)Multi-TRP的效率低下，還有較大的技術(shù)提升空間。若需要進(jìn)一步降低時(shí)延，但現(xiàn)有的PFDM幀結(jié)構(gòu)存在著瓶頸。uRLLC與eMBB缺乏統(tǒng)一的折中與融合框架，需要解決以滿足未來VR/AR等應(yīng)用。

3）5G mMTC后續(xù)發(fā)展

NoMA尚未納入5G的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，相對于OMA，NoMA的潛在容量提升空間巨大。MMTC的技術(shù)適用性及重點(diǎn)應(yīng)用場景需要再研究，另外，超低成本、超低功耗RedCap是5G演進(jìn)技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展方向。

總體而言，5G-Advanced的新機(jī)遇及新挑戰(zhàn)在于，要突破制約5G發(fā)展的成本及功耗的瓶頸問題（需要提高器件集成度并更多地運(yùn)用模擬器件，需要實(shí)現(xiàn)算法級創(chuàng)新、降低計(jì)算復(fù)雜性，研制更為有效的加速卡，還需要解決大規(guī)模MIMO核心環(huán)節(jié)，開展系統(tǒng)性應(yīng)用創(chuàng)新）。要推進(jìn)eMMB+大上行、uRLLC和mMTC的技術(shù)成熟及應(yīng)用適配，還要促進(jìn)AI+5G及厘米級定位的技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。