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近年来，随着智能移动终端的迅速普及和科学技术的蓬勃发展，更加多元化的数据与计算业务不断涌现。例如，超高清多媒体业务和互动娱乐业务，显著地提高了人们的生活质量和娱乐质量。相应地，无线通信系统接入用户数目持续增长，以及在无线通信系统中为用户提供的业务种类日益增多，相应的数据量和计算量呈指数型爆炸式增长。根据国际电信联盟IMT-2020白皮书 [3] ，2020年全球物联网设备连接数量达到70亿，2030年将达到1000亿。其中，2020年中国的物联网设备连接数量达到15亿，2030年将达到200亿。新生且快速增长的物联网需求为未来的全球移动通信网络带来新的活力，其潜在的多样化应用将进一步丰富人们的生活并带来巨大的社会变革。目前，海量物联网的连接需求，也成为无线通信系统中数据量和计算量呈指数型爆炸式增长的原因之一。作为全球最大的移动通信市场，中国的移动用户数量也在持续以较大的幅度增长。据工业和信息化部统计，截至2017年年底，中国移动电话用户总数达到14.2亿，比去年同期增长6.73%，移动电话用户普及率达到每百人102.5部。其中11.3亿用户（占总用户数的79.8%）已经选择接入移动互联网，并且4G用户总数达到10.3亿，占总用户数的72.5%。思科（Cisco）在报告 [4] 中指出，截至2017年年底，全球移动数据总流量约为134艾字节，年化增长率逼近70%，全球移动数据总流量在过去的12年激增近一亿倍，并且在2018年有超过70%的移动数据量来自新兴多媒体业务。移动用户、智能手机和物联网设备连接数量的迅猛增长，网络速度的快速提升以及移动视频消费的大幅增加，在接下来的三年内促使移动数据流量增长7倍。
移动通信技术的发展使得满足更加多元化的业务需求成为可能，而移动终端的蓬勃发展从需求端推动了无线通信系统的发展。持续爆炸性增长的移动数据与计算业务为无线通信系统带来新的挑战和机遇，并促进网络架构进一步演进。与此同时，移动终端的智能化也使得移动业务多样化，带来更大的数据传输质量需求与计算质量需求。如何高效地利用有限的通信与计算资源，提升无线通信系统性能，更好地为用户提供可靠、稳定的服务是当前面临的巨大挑战。