引言自 20 世纪 70 年代以来，移动通信从模拟语音通信进展成为今日能提供高质量移动宽带服务的技术，终端用户数据速率达到每秒数兆比特，用户体验也在不断提高此外，随着新型移动设备的增加，通信业务不断增长、网络流量持续上升，现有的无线技术已无法满足未来通信的需求。与前几代移动通信相比，第五代移动通信技术（5G）的业务提供能力将更加丰富，而且，面对多样化场景的差异化性能需求，5G 很难像以往一样以某种单一技术为基础形成针对所有场景的解决方案 。我国IMT-2025（5G）推动组发布的 5G 概念白皮书从 5G 愿景和需求出发，分析归纳了 5G 主要技术场景、关键挑战和适用关键技术，提取了关键能力与核心技术特征并形成 5G 概念。2025 年 6 月，国际电信联盟（ITU）将 5G 正式命名为 IMT-2025，并且把移动宽带、大规模机器通信和高可靠低时延通信定义为 5G 主要应用场景，如图 1 所示。图 2 展示了不同应用场景下不同的技术要求。5G 不再单纯地强调峰值速率，而是综合考虑 8 个技术指标：峰值速率、用户体验速率、频谱效率、移动性、时延、连接数密度、网络能量效率和流量密度。图 1 5G 应用场景图 2 5G 关键技术指标与现有 4G 相比，随着用户需求的增加，5G 网络应重点关注 4G 中尚未实现的挑战，包括容量更高、数据速率更快、端到端时延更低、开销更低、大规模设备连接和始终如一的用户体验质量。图 3 简略描述了这些挑战以及潜在的解决方案和相应的设计原则。随着这些技术的融入，5G 的性能将不断得到提升。本文从无线传输、无线接入、网络这 3 个角度详细介绍分析了 5G 一些潜在的关键技术，阐述了学术界具有代表性的观点。图 3 5G 挑战、潜在解决方案和设计原则早在全球规模部署 4G LTE 时，5G 的研发已成为业界关注的焦点。欧洲 METIS 计划提出了支撑移动宽带、超可靠机器通信、大规模机器通信的关键技术，分别是高效系统控制层、动态无线接入网络、本地内容/业务分流和频谱工具箱。诺基亚认为网络架构将在 5G 中扮演重要角色，5G 网络将会使程序化、软件驱动以及全面管理、多样化服务的实现成为可能。爱立信提出的“网络即服务”的方式，可以非常灵活地根据用户需求进行资源分配和资源再分配，其关键在于将传统的“一刀切”网络进一步抽象为网络切片。华为在 5G 组网架构、频谱使用、空口技术等领域提出多种新技术，并在其场外测试中联合中国移动开通首个大规模多天线...
