自2009年5月27日瑞典電信運(yùn)營商Telia宣布啟用世界上第一個(gè)4G （LTE： Long Term Evolution）試商用網(wǎng)絡(luò)以來，4G網(wǎng)絡(luò)的部署已在全球全面開花。根據(jù)GSA的最新報(bào)告，截至2014年第2季度，全球111個(gè)國家已經(jīng)部署了300多張LTE網(wǎng)絡(luò)（其中41張為TD-LTE網(wǎng)絡(luò)），用戶總數(shù)達(dá)到2.45億，市面上的LTE終端達(dá)1900款。

目前，4G已經(jīng)進(jìn)入規(guī)模商用階段，5G是繼4G后新一代的移動(dòng)通信技術(shù)，從移動(dòng)通信發(fā)展現(xiàn)狀以及技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)業(yè)的演進(jìn)趨勢(shì)來看，未來5G移動(dòng)通信技術(shù)的演進(jìn)存在三條重要的演進(jìn)路線，分別為以LTE/LTE-Advanced為代表的蜂窩演進(jìn)路線；WLAN演進(jìn)路線和革命性演進(jìn)路線。首先，LTE/LTE-Advanced已經(jīng)是事實(shí)上的全球統(tǒng)一的4G標(biāo)準(zhǔn)，并將會(huì)在5G階段繼續(xù)演進(jìn)。

在產(chǎn)業(yè)化方面，LTE在全球范圍內(nèi)的商用化進(jìn)程不斷加快。標(biāo)準(zhǔn)化方面，3GPP R12版本的標(biāo)準(zhǔn)化工作正在對(duì)小小區(qū)增強(qiáng)技術(shù)、新型多天線技術(shù)、終端直通技術(shù)、機(jī)器間通信等新技術(shù)開展研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作。隨著更多的先進(jìn)技術(shù)融入到LTE/LTE-Advanced技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，給蜂窩移動(dòng)通信帶來了強(qiáng)大的生命力和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

其次，無線局域網(wǎng)（WLAN）是當(dāng)今全球應(yīng)用最為普及的寬帶無線接入技術(shù)之一，擁有良好的產(chǎn)業(yè)和用戶基礎(chǔ)，巨大的市場(chǎng)需求推動(dòng)了WLAN技術(shù)的發(fā)展，大量的非授權(quán)頻段也給WLAN技術(shù)提供了巨大的發(fā)展空間。目前，IEEE已經(jīng)啟動(dòng)了下一代WLAN標(biāo)準(zhǔn)“High-efficiency WLAN”的研究，將進(jìn)一步提升運(yùn)營商業(yè)務(wù)能力，推動(dòng)WLAN技術(shù)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的融合。

此外，我們還應(yīng)當(dāng)特別關(guān)注可能出現(xiàn)的革命性5G技術(shù)。從蜂窩移動(dòng)通信的演進(jìn)路線來看，每一代演進(jìn)都有革命性技術(shù)出現(xiàn)，從2G的GSM到3G的CDMA，再到4G的OFDM，那么，5G是否會(huì)出現(xiàn)新一代的革命性技術(shù)，而這種革命性技術(shù)是否需要與LTE演進(jìn)采用不同的技術(shù)路線，進(jìn)而產(chǎn)生新一代的空中接口技術(shù)，將成為我們重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。

從目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來看，4G是現(xiàn)階段使用最多的技術(shù)，但是整個(gè)業(yè)界已經(jīng)開始了對(duì)5G的研討和研發(fā)，5G簡(jiǎn)單的來說是形成人與物和物與物之間的高速連接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，終端，無線和業(yè)務(wù)的進(jìn)一步融合。5G可以說是人在感知方面的獲取和控制能力更強(qiáng)，5G的服務(wù)對(duì)象是將公眾用戶向行業(yè)用戶拓展，網(wǎng)絡(luò)也將更智能和更加的廣泛。

從目前的研究現(xiàn)狀來看，歐盟于2012年啟動(dòng)METIS項(xiàng)目，正式開始研究5G技術(shù)，現(xiàn)階段METIS共有8個(gè)工作組進(jìn)行相應(yīng)橫向課題研究，目標(biāo)是為建立5G移動(dòng)和無線通信系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)，為未移動(dòng)通信和無線技術(shù)達(dá)成共識(shí)，目前已經(jīng)在5G的概念和關(guān)鍵技術(shù)上獲得了較為統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。

韓國從2013年開始研發(fā)5G技術(shù)，成立了5G Forum，積極推動(dòng)6GHz以上頻段為未來IMT頻段，韓國計(jì)劃以2020年實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的商用為目標(biāo)，全面研發(fā)5G移動(dòng)通信核心技術(shù)。日本于2013年成立了ARIB研究所，開始正式對(duì)5G進(jìn)行研究，計(jì)劃在2020年東京奧運(yùn)會(huì)上推出5G服務(wù)，日本研究者認(rèn)為5G代表著接入網(wǎng)容量增加1000倍，通過使用大量高頻頻譜，再加上大規(guī)模MIMO技術(shù)來實(shí)現(xiàn)容量的增加，可以說未來5G將會(huì)是人們通信生活的核心。

我們?cè)?G網(wǎng)絡(luò)觀看視頻前等待數(shù)秒并不是什么太大的問題，但如果在自動(dòng)駕駛汽車行駛時(shí)碰到數(shù)據(jù)延遲就完全不能接受了。具體來說，就目前4G網(wǎng)絡(luò)而言，該網(wǎng)絡(luò)通常需要15-25毫秒的時(shí)間將數(shù)據(jù)傳輸給可能發(fā)生碰撞的車輛，然后車輛才會(huì)開始緊急制動(dòng)。但在未來的5G網(wǎng)絡(luò)下，這一數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間將僅為1毫秒。

為什么需要5G？不是因?yàn)橥ㄐ?a target="_blank">工程師們突然想改變世界，而炮制了一個(gè)5G。是因?yàn)橄扔辛诵枨?，才有?G。什么需求？未來的網(wǎng)絡(luò)將會(huì)面對(duì)：1000倍的數(shù)據(jù)容量增長，10到100倍的無線設(shè)備連接，10到100倍的用戶速率需求，10倍長的電池續(xù)航時(shí)間需求等等。坦白的講，4G網(wǎng)絡(luò)無法滿足這些需求，所以5G就必須登場(chǎng)。

NOMA可以利用不同的路徑損耗的差異來對(duì)多路發(fā)射信號(hào)進(jìn)行疊加，從而提高信號(hào)增益。它能夠讓同一小區(qū)覆蓋范圍的所有移動(dòng)設(shè)備都能獲得最大的可接入帶寬，可以解決由于大規(guī)模連接帶來的網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)。NOMA的另一優(yōu)點(diǎn)是，無需知道每個(gè)信道的CSI（信道狀態(tài)信息），從而有望在高速移動(dòng)場(chǎng)景下獲得更好的性能，并能組建更好的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)回程鏈路。

在OFDM系統(tǒng)中，各個(gè)子載波在時(shí)域相互正交，它們的頻譜相互重疊，因而具有較高的頻譜利用率。OFDM技術(shù)一般應(yīng)用在無線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸中，在OFDM系統(tǒng)中，由于無線信道的多徑效應(yīng)，從而使符號(hào)間產(chǎn)生干擾。為了消除符號(hào)間干擾(ISl)，在符號(hào)間插入保護(hù)間隔。插入保護(hù)間隔的一般方法是符號(hào)間置零，即發(fā)送第一個(gè)符號(hào)后停留一段時(shí)間(不發(fā)送任何信息)，接下來再發(fā)送第二個(gè)符號(hào)。

在OFDM系統(tǒng)中，這樣雖然減弱或消除了符號(hào)間干擾，由于破壞了子載波間的正交性，從而導(dǎo)致了子載波之間的干擾(ICI)。因此，這種方法在OFDM系統(tǒng)中不能采用。在OFDM系統(tǒng)中，為了既可以消除ISI，又可以消除ICI，通常保護(hù)間隔是由CP（Cycle Prefix ，循環(huán)前綴來)充當(dāng)。CP是系統(tǒng)開銷，不傳輸有效數(shù)據(jù)，從而降低了頻譜效率。

而FBMC利用一組不交疊的帶限子載波實(shí)現(xiàn)多載波傳輸，F(xiàn)MC對(duì)于頻偏引起的載波間干擾非常小，不需要CP（循環(huán)前綴），較大的提高了頻率效率。