2017年4月7日我在環球專網通信的深圳會議上做了《專業移動通信應移植公眾移動通信技術》的報告，隨著公網對講（PoC）的發展，9月27日泉州會議又發表了《擁抱公網對講的春天 ——專業移動通信還應利用公眾移動通信網絡》一文。

我國公眾移動通信產業經過三十多年的高速增長，實現了從“2G跟隨”“3G突破”到“4G同步”以至“5G領跑”的跨越。4G以前所未有的速度迅猛發展，建成了全球規模最大的4G網絡。為了應對未來爆炸性的移動數據流量增長、海量的設備連接、不斷涌現的各類新業務和應用場景，5G應運而生，即將建網運營。在此關鍵時刻，專業移動通信該如何發展？這就需要業界高瞻遠矚，深入思考，為此，本文擬發表個人淺見，拋磚引玉，供業界參考。首先需要全面深刻地理解5G的優勢。

5G的優勢

當前，全球新一輪科技革命和產業變革正孕育興起，跨行業、跨領域的融合創新不斷深入。5G作為新一代移動通信技術發展的方向，移動互聯網和物聯網是其兩大主要驅動力，將在提升移動互聯網用戶業務體驗的基礎上，進一步滿足未來物聯網應用的海量需求，與工業、醫療、交通等行業深度融合，為5G提供廣闊的前景。它將以全新的網絡架構，提供至少十倍于4G的峰值速率、毫秒級的傳輸時延和千億級的連接能力，最終實現“信息隨心至，萬物觸手及”的總體愿景。

1．5G三大業務

5G網絡將來不僅用于人與人之間的通信，還會用于人與物以及物與物之間的通信、控制。

5G業務大致可以分為3種場景：eMBB、mMTC和uRLLC。

(1) eMBB增強移動寬帶

eMBB聚焦對帶寬有極高需求的業務，滿足人們對于數字化生活的需求。移動互聯網將推動人類社會信息交互方式的進一步升級，為用戶提供虛擬現實（VR）、增強現實（AR）、超高清(3D)視頻、移動云等更加身臨其境的極致業務體驗，將帶來未來移動流量超千倍增長，推動移動通信技術和產業的新一輪變革。

(2) mMTC海量機器類通信

mMTC聚焦對于連接密度要求較高的業務，滿足人們對于數字化社會的需求。移動醫療、車聯網、智能家居、工業控制、環境監測等將會推動物聯網應用爆發式增長，數以千億的設備將接入網絡，實現真正的“萬物互聯”，并締造出規模空前的新興產業。同時，也會給移動通信帶來新的技術挑戰。

(3)uRLLC超可靠低時延通信

uRLLC聚焦對時延極其敏感的業務，滿足人們對于數字化工業的需求。低時延和高可靠性是自動駕駛、遠程控制等uRLLC業務的基本要求，車聯網業務在通信中如果受到安全威脅則可能會涉及到生命安全，因此要求高級別的安全保護措施且不能額外增加通信時延。5G超低時延的實現需要在端到端傳輸的各個環節進行一系列機制優化。

2．5G的6大性能指標與3大關鍵能力

5G需要具備比4G更高的性能：

(1)用戶體驗速率(bps)——真實網絡環境下用戶可獲得的最低傳輸速率，支持0.1～1Gbps；

(2)連接數密度(/km2)——單位面積上支持的在線設備總和，每平方公里一百萬；

(3)端到端時延(ms)——數據包從源節點開始傳輸到被目的節點正確接收的時間，毫秒級；

(4)流量密度(bps/km2)——單位面積區域內的總流量，每平方公里數十Tbps；

(5)移動性(km/h)——滿足性能要求下收發雙方間的最大相對移動速度，每小時500km以上；

(6)單用戶峰值速率(bps)——單用戶可獲得的最高傳輸速率，數十Gbps。

其中，用戶體驗速率、連接數密度和時延為5G最基本的三個性能指標。

同時，5G比4G還需要大幅提高網絡部署和運營的三大效率：

(1)頻譜效率（bps/Hz/cell或bps/Hz/km2）——每小區或單位面積內，單位頻譜資源提供的吞吐量，提升5～15倍；

(2)能源效率（bit/J）——每焦耳能量所能傳輸的比特數，提升百倍以上；

(3)成本效率（bit/Y）——每單位成本所能傳輸的比特數，提升百倍以上。

3．5G在中國

2018年6月14日，3GPP全會批準了5G獨立組網標準，去年12月完成非獨立組網標準，為運營商和產業合作伙伴帶來了新的商業模式。中國引領全球5G，已經完成關鍵技術驗證、技術方案驗證、系統組網技術功能和性能測試。2018年三大運營商各在6-7個城市建立試驗網，2019年一季開始將在12個城市進行業務示范。牌照發放時間將在2019-2020年間，很可能在全球最先規模部署。

中國移動李正茂副總裁認為：5G時代的新價值，在于從老3C(即通信communication、消費電子consume、計算機computer)，全面轉向新3C(即連接connect、控制control、融合convergence)。過去通信僅是信息的交互流動，但在5G時代信息流是通過控制行為實現工業自動化、智能化，比如遠程醫療、遠程教育等。融合即眾多垂直行業融合，將產生更多的業態和新的商業模式，是今后新價值的增長點。可以說控制是專網通信的主旨，融合是公專通信的歸宿。由于性能指標與關鍵能力的大幅提升，5G在物聯網、車聯網等各個行業廣泛應用。因此5G將為專業移動通信的發展奠定技術基礎，將能促進專業移動通信充分滿足人們對于數字化生活、數字化社會與數字化工業的需求。

5G為專業移動通信奠定了技術基礎

專業移動通信廣泛應用于各種專業部門的生產調度、指揮控制，以提高效率，對國民經濟的發展、社會的穩定和人民生命財產的安全等有著極其重要的作用。因此，與公眾移動通信不同，有虛擬專網、群組業務、快速呼叫、安全可靠、高抗毀性、高突發性等一系列特點和要求。而5G的三大業務eMBB（增強移動寬帶）、mMTC（海量機器類通信）和uRLLC（超可靠低時延通信）完全對口專業移動通信這些特點和要求，下面分別進行分析探討：

1．虛擬專網

專業移動通信網的發展要求具備虛擬專用網(VPN)的功能，以適應不同專業部門垂直行業的需求。集群系統能為不同集體用戶提供各項所需的優良服務，使公眾網的公共性和專業網的獨立性比較好地得到協調解決，使每個原擬單獨建網的部門都從該集群系統的VPN中感到一樣方便，一樣安全可靠。VPN在構成上與實在的網絡不同，它是建立在實際集群網絡基礎上的一種功能性網絡；但對用戶來說，在功能上則相當于實在的專用網絡，能向用戶提供傳統專業網的功能。原來集群系統從模擬發展到數字，都是作為專業移動通信網來設計研制，我國也曾在2G時代嘗試利用現成GSM、CDMA等公眾移動通信網來開發數字集群網，但都因不能完全滿足專業移動通信群組、時延的要求而沒有得到推廣應用。

2014年由工信部電信研究院聯合行業、制造、科研等部門共同成立寬帶集群(B-TrunC)產業聯盟。依托我國4G LTE技術的發展基礎，以標準為龍頭、認證為保障，打通芯片、終端、系統等產業關鍵環節，構建堅實的寬帶集群產業群體，組織制定寬帶集群通信(B-TrunC)標準，極大地提高了各專業部門群組通信業務的頻譜效率，集群功能性能指標達到或超過專業數字集群的技術水平，是國際上首個支持點對多點語音通話、多媒體集群調度等公共安全與減災應用的寬帶集群通信標準。2016年11月B-TrunC標準成為ITU-R推薦的集群空中接口標準，進一步提升了我國專網通信技術的國際地位。

國內外基于B-TrunC標準的LTE寬帶集群系統在北京、廣州等主要城市已經用于無線政務、公共安全、地鐵線路、機場、港口、鐵路站場、電力、水利、石油石化、礦山和林業景區等眾多行業，實現了規模應用，滿足各行業對集群調度和寬帶數據業務應用的需求。為提升行業的信息化、智慧化水平作出了重要貢獻。

實踐表明B-TrunC是移植4G LTE技術的成功范例，專業移動通信移植公眾移動通信技術是一條多快好省的捷徑。5G的網絡功能虛擬化（NFC）和軟件定義網絡（SDN）是實施5G新型設施平臺技術，NFC通過軟件與硬件的分離，為5G網絡提供更具彈性的基礎設施；SDN通過控制與轉發的分離，實現網絡連接的可編程；因此，更易于實施虛擬專網，完全可以在基于4G的B-TrunC標準基礎上升級為基于5G的寬帶數字集群新標準。

2．群組業務

專業移動通信體制有一個共同的技術特征就是都具備單工按講（PTT）功能。強調對其所屬各級用戶組呼、群呼、廣播呼叫等群組業務。PTT的一呼百應特性，與一對一的傳統電話不同，適合需要即時協調工作關系的眾多職工群組溝通。

建筑在公眾移動蜂窩網絡之上的公網對講，與只能近距離通話的傳統單工對講不同，其服務可以通達至蜂窩網絡覆蓋的任何地方，幾乎沒有距離的限制；具有方便快捷的跨區域一鍵通、多功能服務、接入方式靈活、無需新的頻譜資源、不要新建網絡基礎設施、經濟實惠、綠色環保等優勢。

由于2G、3G、4G的多種技術體制導致了各種公網對講的平臺與對講機，不能互聯互通；在公網不可能普遍覆蓋的窮鄉僻壤，公網對講也就無用武之地；公網的基礎設施對天災人禍的頑存性達不到專網的嚴格要求，碰上遭災緊急情況，急需公網對講時反而熄火。5G是全球統一的標準，其uRLLC具有超可靠低時延的優勢，這就為形成統一的高可靠的公網對講、提高公網對講的性價比奠定了基礎，不僅在國內而且為開拓國際市場創造了條件。

3．快速呼叫

專業移動通信突出的特點表現為“急”。這就要求能“快速反應”，能進行緊急呼叫、強插強拆和不同的呼叫優先級別等調度指揮功能。調度指揮強調縮短呼叫的建立時間，一個公眾網的電話用戶，從撥號到接通所需時間一般為幾秒到十幾秒甚至更長，這不會造成太大影響；而對專業網用戶來說就不行，在緊急情況下，希望一按即通(小于0.1秒)，否則會造成相當嚴重的后果，特別在交通工具速度日益提高的情況下如高速列車就尤為迫切。

受限于2G、3G、4G的技術水平，呼叫建立時間嫌長。5G的uRLLC端到端時延(ms)——數據包從源節點開始傳輸到被目的節點正確接收的時間，要求毫秒級；車聯網要求高級別的安全保護措施且不能額外增加通信時延。5G超低時延的實現需要在端到端傳輸的各個環節進行：優化業務接入過程身份認證的時延、數據傳輸安全保護帶來的時延、終端移動過程由于安全上下文切換帶來的時延、以及數據在網絡節點中加解密處理帶來的時延。在連接態通過競爭接入方式，簡化信令流程，降低用戶接入時延，減少開啟時間。

4．安全可靠

專業移動通信核心要求就是安全性。由于無線通信空間傳播信道的開放性會導致多種不安全因素，包括信息竊取、假冒攻擊、網絡欺騙等，這使得網絡安全和信息安全都受到極大威脅。需要采取一系列安全措施，以防止信息被敵對勢力輕易截收、誘騙欺詐等等。因此必須采取雙向鑒權、高級信息加密等措施。

5G的eMBB廣泛的應用場景將帶來不同的安全需求，同一個應用場景中的不同業務其安全需求也有所不同，例如，VR/AR等個人業務可能只要求對關鍵信息的傳輸進行加密，而對于行業應用可能要求對所有環境信息的傳輸進行加密。5G網絡可以通過擴展LTE安全機制來滿足eMBB場景所需的安全需求。

5G面向物聯網繁雜的應用種類和成百上千億的連接，考慮了其安全需求的多樣性。如果采用單用戶認證方案則成本高昂，而且容易造成信令風暴問題，因此在5G網絡中，需降低物聯網設備在認證和身份管理方面的成本，支撐物聯網設備的低成本和高效率海量部署（如采用群組認證等）。針對計算能力低且電池壽命需求高的物聯網設備，5G網絡應該通過一些安全保護措施（如輕量級的安全算法、簡單高效的安全協議等）來保證能源高效性。

5G從安全角度考慮了優化業務接入過程身份認證、數據傳輸安全保護，終端移動過程安全上下文切換以及數據在網絡節點中加解密處理。

5．高抗毀性

專業移動通信網絡關鍵要求是持續保證動中通。在極端情況下，因人為因素（如惡意破壞等）或自然因素（如天災地震等）導致網絡不能正常工作時，系統以故障弱化方式可以保證基站在一定范圍內仍能服務，當交換控制失靈不至網絡癱瘓。還要求移動終端之間在脫離網絡的情況下，能直接互通，以便在網絡無覆蓋區應用。

5G采用終端協作通訊技術，未來通訊系統中，不僅網絡側可以相互協作，終端之間也可以相互協作，通過臨近終端之間的短距離技術連接，即終端直接通信（D2D），終端之間可以協作互助，互相中轉數據，這樣就使得任一終端設備與基站間可有多條信道，可避免基站與終端間的長距離傳輸，當某一信道狀況不好時，總可選擇其它更優的信道通訊，從而進一步提升系統吞吐量，提高用戶通信可靠性。

專業移動通信設備要有抗拒各種自然災害的能力，確保電力持續供應等等，即具有高抗毀性。5G在低功耗大連接場景，海量的設備連接、超低的終端功耗與成本是該場景面臨的主要挑戰。新型多址技術通過多用戶信息的疊加傳輸可成倍提升系統的設備連接能力，還可通過免調度傳輸有效降低信令開銷和終端功耗；F-OFDM和FBMC等新型多載波技術在靈活使用碎片頻譜、支持窄帶和小數據包、降低功耗與成本方面具有顯著優勢。

專業移動通信終端要求適應各種運載體與運行環境，要特別抗振抗沖擊、具備三防能力。現階段公眾移動通信的終端產品無論是體積、重量、功耗，適應各種惡劣氣候、不同環境、各種移動體的安裝運動以及惡劣移動傳播變參條件等方面絲毫不亞于戰術通信電臺；而數據速率、容量等性能則大大優于專業移動通信。即將出爐的5G手機將是7納米工藝的芯片，這就是5G終端性能得以保證、成本大大降低的根本原因。如果未來基于5G芯片制造專業移動通信終端那其質量就完全可以與手機媲美了。

6．高突發性

專業移動通信業務關鍵要求是容量能承受災害爆發瞬刻突發的極大量呼叫，不會堵塞；能組織地區各種通信手段一起來提供服務；可將先前來到的呼叫暫存，依次視信道情況及時有序發出。

由于2G有GSM、CDMA、PHS，3G有TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000多種體制標準，公網對講也就多種標準，這就限制了其發展的速度與廣度，也限制了其承受災害爆發瞬刻突發的極大量呼叫。5G全球是一種體制標準，這就為公網對講的統一打下了基礎，能組織地區全部通信手段一起來提供服務。5G具備比4G更高的性能指標：其連接數密度(/km2)——單位面積上支持的在線設備總和，每平方公里一百萬；其流量密度(bps/km2)——單位面積區域內的總流量，每平方公里數十Tbps；在低功耗大連接場景，能應對海量的設備連接與突發的流量密度。

從上述分析5G的6大性能指標與3大關鍵能力，5G的3大業務eMBB、mMTC和uRLLC完全滿足專業移動通信6項特點和要求。這樣就自然會提出一個問題，當5G充分發展之后專業移動通信還有必要嗎？5G會不會使公眾網與專業網融合成為一體化綜合性網？專網會不會面臨衰退甚至終結？在此關鍵時刻，我之所以提出這一問題就是鑒于人工智能的發展，會促使司機、銀行職員等失業，也就是想提醒現在從事專網的人趕緊學習研究5G，提前做好準備，以使自己能生存下去。希望我們專業移動通信界必需高瞻遠矚，看清未來技術的發展走向，分析專網的前景，及時組織探討基于5G條件下的專業移動通信何去何從？才有可能與時俱進。

國際發展動態

除了上述全面深刻理解5G的優勢、分析5G完全滿足專業移動通信的特點和要求之外，我們還有必要了解在公專通信領域國際各方面的發展動態，以資借鑒。

1．國際組織——關注通信技術演進是先決條件

TCCA，全球關鍵通信行業協會，其最新的《融合網絡研究—關于使用商用和專用網絡提供關鍵移動寬帶服務的討論》白皮書為政府實施基于LTE的公共安全通信網絡明確了四個關鍵方面的考慮：即頻譜、安全、所有權和資金，是政府和公共安全通信負責人決策關鍵通信寬帶解決方案時必須考慮的四個領域。

在TCCA的主導下，正積極推動關鍵通信向寬帶的演進。基于3GPP（3G合作伙伴項目組織）Release14版本的第二次MCPTT互通性測試包括MCPTT、MCData、MCVIDEO，成功率達到92%，這是關鍵通信向“寬窄融合、公專結合”發展的重大進展。

3GPP是以ETSI、ARIB、TTC、TTA、T1為核心發起成立的移動通信標準組織，專門研究如何從2G的GSM系統向3G的IMT-2000、4G以至5G IMT-2020演進標準。從2014年開始已經關注并制定專業移動通信的技術標準：

?在2014 R11中，增加了高功率終端的定義和實現方式，擴大上行覆蓋范圍，有助于接近或達到集群大區制的要求；

?在2015 R12中，明確定義組呼功能及其流程，完善了增強多播組播（eMBMS）特性，以滿足集群下行信道業務共享需求，有利于集群組呼業務的實現；補充了端到端D2D（Device to Device）特性，實現與數字集群通信類似的脫網直通功能；

?在2016 R13中，增加了SC-PTM，進一步完善集群組呼功能；增加了基于LTE的MCPTT（The Mission Critical Push To Talk over LTE）服務；

?在2017/2018 R14中，增加了關鍵任務視頻（Mission Critical Video）、關鍵任務數據（Mission Critical Data）的功能定義和實現流程，滿足集群通信專網對視頻、數據業務的需求。

2．公網運營商——考慮用戶需求是業務驅動力

當前公網運營商都面臨增量不增收、效益下降的局面，到了5G，專業通信用戶使用公眾運營商提供的網絡成為可能。提供專網服務可以為公網運營商帶來優質的客戶收入、頻率資源、政府資助等等多方面好處。從而都對政府及公共安全用戶感興趣，也愿意增強加固網絡，提供優先級，利用網絡切片滿足這類用戶需求，就不是簡單的公網對講了。到時候，大型5G設備提供商都可直接在系統上提供MCS關鍵通信系統，那目前的這些公網對講平臺商就可能沒有生意了。

TCCA對100家公眾移動運營商5G應用計劃的調查顯示：運營商正在尋找超越現有消費者驅動服務的新業務。41％的運營商同意下一個最大的新業務機會是公共安全。47％的運營商認為5G應用將主要由企業用戶驅動。這與公網運營商現有的由消費者主導的業務相比，是一個重大的變化。

據全球供應商協會（GSA）的消息，全球26家運營商已開始測試基于3GPP R13標準的多項功能，包括MCPTT。第一個公網運營商瑞典電信Telia正式加入TCCA組織。

不少公網運營商成為專網通信市場新的參與者，這將給未來專網通信市場模式和網絡演進路線帶來影響。“公專結合”將繼“寬窄融合”之后成為行業又一大趨勢。

3．專網運營商——著眼網絡資源是開拓業務的基礎

當前專網服務運營商服務于小眾市場都面臨頻譜、網絡基礎設施短缺的局面，可以充分利用公網運營商所帶來基于4G/5G技術部署的寬帶無線通信網絡資源，來尋求通過移動寬帶產品補充其窄帶服務。他們了解其用戶需求，可以有效的管理客戶，并在符合運營和相關法律要求的合同框架內提供服務。而公眾移動運營商負責移動寬帶業務，專網服務運營商在公眾移動網絡之上提供必要的專網通信服務和基于寬帶的服務。

在安全性、抗毀性、抗突發性等方面，基于公網提供給專業通信用，公網運營商需要做很多特別的工作，核心網、接入網還必須進行加固，在這方面專網運營商就有用武之地。

將來也不一定是一個公網包打天下，可能會看到有不同的模式，公專結合一定是一個最主要的模式。

4．政府——看重投資規模是應急保障的制約

專業移動通信廣泛應用于各種專業部門，對國民經濟的發展、社會的穩定和人民生命財產的安全等有著極其重要的作用。發展全國專業移動通信共用網是應急通信保障體系的必然方向。要想確保國家應急通信保障體系，必須具備3個基本條件：即標準、頻率和資金，才有可能建成全國性專業移動通信共用網。各國政府多在利用公網運營商來承建國家應急通信保障體系。但公網加固需要很多費用，也需要政府買單。

例如美國的AT&T，正在承建FirstNet寬帶數據專網；隸屬于英國電信集團的EE公司正在承建英國的ESN網絡；韓國電信（KT）和SK電訊（SKT）正在承建韓國的SafeNet應急寬帶網絡；沙特電信STC旗下公司正在建設公專結合的寬帶網絡；澳洲電信Telstra、香港電信CSL也表示對專網市場及用戶的興趣，開始參與相關項目。

兩點建議

為了探索5G條件下我國如何發展專業移動通信，建議：

1．建立基于5G的專業移動通信論壇

目前對公網對講的開發呈現百花競放局面，應加以引導鼓勵，建議業內同行首先組織建立基于5G的專業移動通信論壇，可以在網上發揚技術民主，集中技術思路，進行業務調研、技術討論、分析利用5G技術與網絡開展專業移動通信業務的可行性，以求得對我國專網發展的共識。同時對專業移動通信未來的發展趨勢如何？中國究竟應該怎樣發展？國家應該怎樣立項組織其基礎應用研究，提出合理的先進的體系和技術體制，為我國未來專業移動通信的健康發展提出建設性意見。

2．制定基于5G的專業移動通信國家標準

針對業界當前“各自為政”的嚴重現象，平臺之間（包括公網對講和B-TrunC、PDT等專網集群系統之間）互聯、互通、兼容等存在困難，不利于保護最終用戶利益的情況。應對5G標準深入分析消化，探討如何利用5G的技術與網絡來更好滿足專業移動通信的6大特點和要求。對現有各種公網對講的運用情況進行調查研究，總結經驗教訓，進行客觀公正的試驗評審，取長補短，促進融合，可以在此基礎上吸收其精華到統一的未來公網對講國家標準中。建議國家未雨綢繆，需要及早設置5G公專結合的研究子項。

如果業內同行能同心合力，全面深刻消化5G技術，腳踏實地促進公專結合，專業移動通信可能乘5G東風振翅高飛！