5G面临的挑战

5G技术面临的挑战5G网络的发展面临频谱效率和系统容量、成本控制和运营上的挑战。为了更加全面的应用5G技术，需要扩展5G的应用，比如物联网。而且，低成本、低功耗、高稳定性将成为各行业应用的重要指标。无疑，这些趋势和演进将对5G终端技术的发展带来严峻的挑战，并且直接影响到整个通信技术的普及速度和产业规模，但也是不可多得的机遇。1.频谱效率和系统容量的挑战5G要求未来移动网络数据流量增大1000倍以及用户体验速率提升10~100倍，这些要求给5G网络的无线接入网和核心网带来了极大的挑战。随着通信产业的发展，频带资源日益稀少，因此，提高频带利用率成为未来通信技术发展的重要方向。5G网络需要通过高频段甚至超高频段（例如毫米波频段）的深度开发、非授权频段的使用、离散频段的聚合以及低频段的重耕等方案，满足未来网络对频谱资源的需求。这些技术的发展同时也需要终端设备的升级。为了实现5G网络用户规模大、数据流量大、数据速率高、永远在线的需求目标，必须研发扩展频率、提高容量和空间效率、提升系统覆盖层次和站点密度等各种通信技术。例如，超密集网络技术、多天线技术和多址技术、多输入多输出(MIMO)空间传输技术等新型通信技术，将成为未来5G技术的重要研究方向。2.成本控制与网络能耗的挑战如果一项应用技术想被人们广泛接受并使用，那么这项技术就一定要有一个合理的价格。所以5G目标是提供1000倍数据流量，并且运营成本和用户成本不能增加，这就意味网络总体能耗和整体成本基本不能提升。因此，5G网络的端到端比特能耗效率就要提升1000倍，并且降低单位比特开销1000倍，这对网络架构、空间传输、内容分发、交换路由、网络管理和优化等技术带来挑战。3.与物联网深度融合的挑战物联网主要面向物与物、人与物的通信，不仅涉及普通个人用户，也涵盖大量不同类型的行业用户。物联网业务类型非常丰富多样，业务特征也差异巨大。实现万物互联将是物联网的发展目标，未来5G技术将与物联网相互渗透，为人类提供更加广泛的智能服务。5G的用户应用更加广泛，业务范围和业务灵活性也将极大提升。对于智能家居、智能电网、环境监测、智能农业和智能抄表等业务，需要网络支持海量设备连接和大量小数据包频发。所以在信息速率上，5G既要满足几十个小时甚至更长时间才突发一些小数据包的抄表业务，也要满足3D全息实时会议宽带业务。在延迟上，既要满足对延迟不敏感的下载，也要满足延迟5ms以下的即时控制业务。就应用上，既要满足静止和低速需求，也要满足高铁、航空器等的高速和超高速应用。为了渗透到更多的物联网业务中，5G应具备更强的灵活性和可扩展性，以适应海量的设备连接和多样化的用户需求。4.终端设备问题随着移动互联网和物联网的兴起，终端不断向便携式、智能化、多元化方向发展，未来联网终端数量将呈爆发式增长，互联网时代的用户长尾化需求、移动互联网时代的用户碎片化需求，将在终端设备形态上得到充分体现。对用户而言，友好的用户体验和应用的多样化成为服务类终端的核心竞争力。因此，要实现低成本多模终端的研发，对终端设备的芯片和工艺、射频技术以及器件、电池寿命等技术研发带来了挑战。5.运营上的挑战传统的3G、4G通信系统是以网络运营商和技术为主体，未来5G网络是以用户体验和业务应用为主体，当前的网络架构、管控理念并不适用未来5G的产业生态结构和潜在的新兴运营模式。因此，需要发展诸如软件定义网络(SDN)新技术来满足未来业务应用需求，解决产业生态结构问题。要想制定统一的通信协议，满足业务灵活性，还面临诸多挑战。当前移动市场飞速发展，市场上有各种各样的通信系统，5G技术要想在竞争激烈的市场中立足，就必须要着手解决各种网络之间缺乏协作机制这一问题。文献：《5G终端业务发展趋势及技术挑战》周代卫等《5G网络通信技术应用的前瞻性思考》熊必成《5G蜂窝网络架构分析》杨峰义等doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2015117《第五代移动通信系统关键技术展望》姚岳