原标题：5G：一种绿色互联网体验

　　导读：按照移动通信每10年出现一代新技术的规律，各个国家都在大力投入下一代移动通信（5G）的研发。产业界认为5G将进一步提升移动互联网用户体验，并重点解决千亿级机器无线通信的物联网需求。5G将极大地促进车联网、工业互联网等融合领域的发展，成为推动社会经济发展的重要基础平台。《5G：开启移动网络新时代》是在5G前期研究阶段面世的难得的5G技术书籍，力图系统诠释5G技术路线及蓝图，将多种5G组成元素结合在一起，覆盖了无线、互联网及云计算等多个领域。

　　信息技术已成为人类社会的重要组成部分，并对社会经济产生了深远的影响。同时，从多媒体娱乐服务（如视频）到更多个性化、安全类应用（如电子商务、电子医疗及一线应急服务等），信息技术通过提供多种多样的信息服务丰富了人们的日常生活。如果信息分析学家的预测正确，10年之后我们所有能看到的物体（如衣服、汽车和火车等）都将连接到网络（物联网）。

　　而在流量和功耗两种因素的共同作用下，运营商将重新思考网络的设计、部署和管理方式，以便在下一代移动网络（广义称为5G或特指5G移动）中采取重要措施来减少网络的资本支出和运营支出。

　　为了应对5G带来的挑战，移动市场中的主要机构已经在规划5G技术路线。大量的研究机构已经根据这一系列已达成广泛共识的设计目标启动5G概念的研究。目前，早期突出的场景已经出现，相关组织正提出转向用户群和专业技术的创新性研究理念。所有的理念都具有发展前景，并将在5G移动网络中发挥重要的作用，其中很多理念都来自于5G白皮书、国际研究工作组和技术论坛。然而目前所报道的研究工作都是分散的，缺乏关联性，主要聚焦于一些特定的技术，如小小区、网络编码或云网络等。可以将这些技术研究工作比喻成构建5G蓝图中的碎片，如果没有一个整体的视角，则很难规划和建设这个蓝图。如果不采用交叉技术设计方案，则更加难以将两个技术结合在一起。很明显，如果没有对5G的基本原理形成共识，我们只能建立一个分裂的系统，最多可以实现一些性能上的提升。

　　那么，什么是5G的基本原理呢？从本质上讲，如果对各种技术细节进行抽象，以形成基本的系统模块，可以在这之上构建5G系统并获得性能提升，并用其代表可以承载新业务和应用基础平台。从最根本上讲，5G将建立在4G系统基础之上，是传统互联网业务与当前移动网络标准相互融合的演进系统，被称为在高速宽带异构网络中传输的“移动互联网”。绿色通信在5G演进的道路上也扮演着重要的角色，主要机构推动采用经济有效的设计方案来建立一个更加绿色节能的移动生态系统。因此，从本质上讲，5G的研究范围不局限于移动和无线领域，同时还包括了广域覆盖网络，换句话说，互联网也将在5G生态系统中发挥重要作用。基于对当前互联网的理解，了解其局限性和发展趋势，将有助于我们根据重叠网络需求和运行机制设计和确定5G移动系统来解决方案空间边界。的确，如果我们退一步，对5G蓝图建立一个整体印象，就可以较好地对构建5G蓝图的各个部分进行设计，使它们可以无缝地连接在一起，构建出我们最初所希望的5G系统。

　　本书的目的在于首次对5G技术进行开放式讨论，揭开围绕在5G周围的神秘面纱。我们将整合当前国际研究组织在5G领域中的研究成果，根据当前市场趋势、已验证的关键技术和欧洲研究的技术路线，为5G移动通信提供一个基本愿景。在该愿景中，我们将对5G移动通信的潜在候选关键技术展开进一步的讨论，包括认知无线电、小小区、协作通信、安全、自组织网络（SON）和绿色多模射频。这些技术并不是很全面，但都是目前在业界受到广泛关注的已验证关键技术。我们不仅要讨论5G移动网络的单个模块，也将从互联网的视角考虑相互间如何协同工作，为未来的5G业务提供端到端的连接。此外，从应用和服务的视角，我们还将探讨移动云的概念，它是未来通信平台中的技术和服务，并将在5G“热点应用”中发挥越来越重要的作用。实际上，基于云的资源共享已经历了一个快速发展周期，当前包含了大量的潜在资源，可以在特定的云或交互连接的云中进行共享。这个概念衍生出移动云计算，将移动设备作为云资源池中的节点接入服务。移动云计算开发利用了大量可能的共享资源和连接，为移动产业带来了新的商机。除了云服务外，5G移动网络也被认为是承载下一代电视业务的传输平台。电视广播和移动宽带无疑是当今社会的重要组成部分，都面临着大量的挑战以满足未来需求。无论用户采用数字卫星系统或数字地面电视（DTT）系统接收电视内容，目前都无法满足日益增长的非线性的、按需消费的服务需求。因此，考虑将电视网络与移动网络相融合，设计一个混合的方案，被认为是可以提供“双赢”广播-宽带（BC-BB）融合的5G解决方案。本书最后一章对5G蓝图的所有技术点进行整合，展现了当前5G通信平台的研究进展，概括了现有的挑战，特别是针对能效方面的挑战，并根据当前市场发展趋势，提出了一个5G移动愿景作为本章最后的总结。

　　希望本书可以为5G领域早期阶段的研究者和学术机构提供有用的参考，更重要的是为所有从事5G前沿技术研究的相关组织机构带来启发，令其在新的5G系统设计中提出更多突破性的技术方案。

　　（摘编自乔纳森罗德里格斯编著，江甲沫等译，电子工业出版社出版的《5G：开启移动网络新时代》概论）