第五代移動通信技術(簡稱“5G”)，在其強大的運行速度理論支持下，使其在5G未來超密集異構網絡、M2M物聯網將賦予5G新概念、5G移動云計算、5G運行擴寬情境感知技術等諸多無線網絡領域引發一系列挑戰。挑戰也是機遇，從而推動移動通信產業進一步洗牌，并推動5G技術加快創新步伐。
5G未來超密集異構網絡
對于5G技術的研發，華為成為早期開拓者，并在之后的幾年里向外界展示了5G原型機基站。此后，三星電子宣布已成功開發第5代移動通信(5G)的核心技術，這一技術預計將于2020年開始推向商業化。該技術可在28GHz超高頻段以每秒1Gbps以上的速度傳送數據，且最長傳送距離可達2公里。
未來5G網絡正朝著網絡多元化、寬帶化、綜合化、智能化的方向發展。隨著各種智能終端的普及，面向2020年及以后，移動數據流量將呈現爆炸式增長。在未來5G網絡中，減少小區半徑，增加低功率節點數量，是保證未來5G網絡支持1000倍流量增長的核心技術之一。因此，超密集異構網絡將成為未來5G網絡提高數據流量的關鍵技術。
未來無線網絡將部署超過現有站點10倍以上的各種無線節點，在宏站覆蓋區內，站點間距離將保持10米以內，并且支持在每1平方公里范圍內為25000個用戶提供服務。同時也可能出現活躍用戶數和站點數的比例達到1:1的現象，即用戶與服務節點一一對應。密集部署的網絡拉近了終端與節點間的距離，使得網絡的功率和頻譜效率大幅度提高，同時也擴大了網絡覆蓋范圍，擴展了系統容量，并且增強了業務在不同接入技術和各覆蓋層次間的靈活性。雖然超密集異構網絡架構在5G中有很大的發展前景，但是節點間距離的減少，越發密集的網絡部署將使得網絡拓鋪更加復雜，從而容易出現與現有移動通信系統不兼容的問題。
在5G移動通信網絡中，干擾是一個必須解決的問題。網絡中的干擾主要有：同頻干擾，共享頻譜資源干擾，不同覆蓋層次間的干擾等。現有通信系統的干擾協調算法只能解決單個干擾源問題，而在5G網絡中，相鄰節點的傳輸損耗一般差別不大，這將導致多個干擾源強度相近，進一步惡化網絡性能，使得現有協調算法難以應對。此外，由于業務和用戶對QoS需求的差異性很大，5G網絡需要采用一系列措施來保障系統性能，主要有：不同業務在網絡中的實現，各種節點間的協調方案，網絡的選擇，以及節能配置方法等。準確有效地感知相鄰節點是實現大規模節點協作的前提條件。在超密集網絡中，密集地部署使得小區邊界數量劇增，加之形狀的不規則，導致頻繁復雜地切換。為了滿足移動性需求，勢必出現新的切換算法;另外，網絡動態部署技術也是研究的重點。由于用戶部署的大量節點的開啟和關閉具有突發性和隨機性，使得網絡拓撲和干擾具有大范圍動態變化特性;而各小站中較少的服務用戶數也容易導致業務的空間和時間分布出現劇烈的動態變化。
傳統移動通信網絡中，主要依靠人工方式完成網絡部署及運維，既耗費大量人力資源又增加運行成本，而且網絡優化也不理想。在未來5G網絡中，將面臨網絡的部署、運營及維護的挑戰，這主要是由于網絡存在各種無線接入技術，且網絡節點覆蓋能力各不相同，它們之間的關系錯綜復雜。因此，自組織網絡(self-organizingnetwork，SON)的智能化將成為5G網絡必不可少的一項關鍵技術。
在未來5G中，面向大規模用戶的音頻、視頻、圖像等業務急劇增長，網絡流量的爆炸式增長會極大地影響用戶訪問互聯網的服務質量。如何有效地分發大流量的業務內容，降低用戶獲取信息的時延，成為網絡運營商和內容提供商面臨的一大難題。僅僅依靠增加帶寬并不能解決問題，它還受到傳輸中路由阻塞和延遲、網站服務器的處理能力等因素的影響，這些問題的出現與用戶服務器之間的距離有密切關系。內容分發網絡(contentdistributionnetwork，CDN)會對未來5G網絡的容量與用戶訪問具有重要的支撐作用。
5G未來面臨一系列挑戰
首先，無線網絡中存在大量的異構網絡，如：LTE、Wimax、UMTS、WLAN等，異構無線網絡并存的現象將持續相當長的一段時間。目前，異構無線網絡面臨的主要挑戰是難以互通，資源優化困難，無線資源浪費，這主要是由于現有移動網絡采用了垂直架構的設計模式。此外，網絡中的一對多模型(即單一網絡特性對多種服務)，無法針對不同服務的特點提供定制的網絡保障，降低了網絡服務質量和用戶體驗。因此，在無線網絡中引入SDN思想將打破現有無線網絡的封閉僵化現象，徹底改變無線網絡的困境。
軟件定義無線網絡保留了SDN的核心思想，即將控制平面從分布式網絡設備中解耦，實現邏輯上的網絡集中控制，數據轉發規則由集中控制器統一下發。軟件定義無線網絡的架構分為3個層面。在軟件定義無線網絡中，控制平面可以獲取、更新、預測全網信息，例如：用戶屬性、動態網絡需求以及實時網絡狀態。因此，控制平面能夠很好地優化和調整資源分配、轉發策略、流表管理等，簡化了網絡管理，加快了業務創新的步伐。
隨著海量設備的增長，未來的5G網絡不僅承載人與人之間的通信，而且還要承載人與物之間以及物與物之間的通信，既可支撐大量終端，又使個性化、定制化的應用成為常態。情境感知技術能夠讓未來5G網絡主動、智能、及時地向用戶推送所需的信息。
5G網絡的主要目標是讓終端用戶始終處于聯網狀態。5G網絡將來支持的設備遠遠不止是智能手機——它還要支持智能手表、健身腕帶、智能家庭設備如鳥巢式室內恒溫器等。5G網絡是指下一代無線網絡。5G網絡將是4G網絡的真正升級版，它的基本要求并不同于無線網絡。
5G網絡中看到的最大的改進之處是它能夠靈活地支持各種不同的設備。除了支持手機和平板電腦外，5G網絡將還需要支持可佩戴式設備，例如健身跟蹤器和智能手表、智能家庭設備如鳥巢式室內恒溫器等。
在一個給定的區域內支持無數臺設備，這就是科學家的設計目標。在未來，每個人將需要擁有10-100臺設備為其服務。不過科學家很難弄清楚支持所有這些設備到底需要多大的數據容量。所有這一切，都需要進行不斷的探索。
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