5G的起源：由METIS项目到ITU研究

4G时代的LTE系统虽然在技术上非常先进，但是人类社会仍然有不少需求是它所无法支持并满足的。此外，LTE已经在全球启动部署若干年了。这些都促使从事前沿研究和标准化的人们开始研究讨论下一代无线系统的愿景。

事实上，在2012年前就已经存在一些关于5G的零星研究了。如2008年，美国国家航空航天局(NASA)和M2Mi公司一起开始研究5G通信技术，研究的主要方向是无线传感、小型卫星通信和机器连接等。同年，韩国也启动了IT研发项目“基于BDMA的5G移动通信系统”。这些前期探索和今天我们所说的5G相差甚远，不过它们或多或少地促进了5G概念的形式。

2012年8月，纽约大学创建了无线通信研究所，并在5G一些特定的方向(如Ted Rappaport教授领导的对毫米波特性的研究)上做了比较前瞻性的研究。这方面的前期研究对于形成5G扩展频谱资源和采用毫米波通信的思路具有一定的指导意义。

对于5G完整概念的形成贡献最大的应该还是欧洲的METIS项目。2012年11月，欧盟启动了著名的METIS(Mobile and Wireless Communications Enablers for the Twenty-twenty Information Society，针对2020年信息社会的移动通信使能者)研究项目，项目启动的目的就是要完整地定义下一代无线通信系统。METIS项目通过ITU-R以及各种区域性组织，组织了一系列的研究，最后明确定义了5G的场景、测试范例和主要技术指标，METIS项目对全球形成对于5G的共识扮演了非常关键的角色。这一项目在2015年4月完成，使得当时的欧洲对于5G的认识和研发处于领导地位。

METIS的技术报告(D1.1[MET13-D11])通过客户走访等方法调查研究了无线通信在未来将面临的主要挑战，并大体上确定了下一代无线通信系统的概念和主要技术指标。

报告认为5G通信将有5种典型的应用场景，具体如下。

①“Amazing fast”，指为用户提供极高传输速率的服务。

②“Great service in a crowd”，指在拥堵环境(如体育场馆)中提供优质的服务。

③“Ubiquitous things communicating”，指有效地连接大量的不同用途的无线设备。

④“Best experience follows you”，指对于运动中的客户，如汽车、高铁等场景提供高质量的服务。

⑤“Super real-time and reliable connections”，指面对需要高可靠和低时延的应用场景。

报告还认为，5G所要达到的主要技术指标包括(数值都是相对于4G系统的)：(www.xing528.com)

①单位面积数据量提高1 000倍；

②用户速率提高10～100倍；

③10～100倍的单位面积连接数；

④低功耗设备10倍的电池寿命；

⑤端到端时延下降10倍；

⑥同样的成本和能耗。

METIS的这些对于应用场景和主要技术指标的早期研究对于5G概念的形成起了非常大的作用。

2013年2月，国际电信联盟无线电通信组标准化组织(ITU-R)启动了5G研究项目，开始更详细地研究2020年后人类对于移动通信的需要和愿景。

同年，我国工业和信息化部、国家发展改革委员会与科技部联合成立了IMT-2020(5G)推进组，通过愿景和需求白皮书明确了5G战略，同时启动了5G国家重大专项和863计划的5G研发项目。

韩国和日本也相继成立了5G Forum和ARIB2020，研究5G的系统概念、功能和架构等方面的问题。