王鵬

摘 要 面向2020年以及未來，移動通信技術(shù)將邁入第5代通信，隨著4G進入規(guī)模商用階段，5G的研發(fā)正在如火如荼的進行。本文重點介紹了6項關(guān)鍵技術(shù)，包括網(wǎng)絡技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、新型網(wǎng)絡架構(gòu)、移動云計算、高兼容性和情景感知技術(shù)，并對未來的發(fā)展進行了展望。

關(guān)鍵詞 5G 網(wǎng)絡技術(shù) 無線傳輸技術(shù) 網(wǎng)絡架構(gòu) 云計算 情景感知

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A

0前言

現(xiàn)在科技發(fā)展的速度越來越快，移動通信技術(shù)已從2G、3G、到方興未艾的4G，甚至未來的5G，伴隨著新型技術(shù)研究全球大幕的開啟，即將到來的5G 通信時代將使我們的生活發(fā)生更加深刻地變化，盡管還受到多種因素的限制，如技術(shù)標準、監(jiān)管、牌照以及組織機構(gòu)等，相信隨著技術(shù)，市場不斷成熟，“5G”時代的到來不會太遙遠。

1 5G通信的基本概述

根據(jù)移動通信的發(fā)展及需求，5G預計在2020年后成為主要的移動通信系統(tǒng)。相比現(xiàn)在的4G移動通信，5G在頻譜利用率、傳輸速率以及資源利用率等各方面有明顯的優(yōu)勢，并且在通信安全、傳輸時效、用戶體驗、網(wǎng)絡覆蓋性能等方面會有明顯的進步。

2 5G通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1網(wǎng)絡技術(shù)

（1）自組織網(wǎng)絡。自組織網(wǎng)絡（SON）技術(shù)是一種智能的自動化網(wǎng)絡運維技術(shù)，主要功能是自部署、自配置、自優(yōu)化、自治愈。SON技術(shù)可以解決許多難題，如網(wǎng)絡運維效率低、網(wǎng)絡成本變大等，并可以對網(wǎng)絡覆蓋面積，通信質(zhì)量和容量進行優(yōu)化。未來SON技術(shù)將仍然是業(yè)界關(guān)注的重點。

（2）超密集異構(gòu)網(wǎng)絡。未來5G網(wǎng)絡的發(fā)展方向?qū)⑹侵悄芑?、多元化，綜合化。傳統(tǒng)無線通信系統(tǒng)中，常用分裂小區(qū)的方法減小小區(qū)半徑，但在小區(qū)半徑逐漸減小的情況下，只能增加低功率節(jié)點數(shù)量來提升系統(tǒng)容量，使部署的站點密度越來越大。所以未來的5G網(wǎng)絡將部署超過現(xiàn)有站點10倍以上的各種無線節(jié)點，超密集異構(gòu)網(wǎng)絡在5G中有很大的發(fā)展前景。

（3）SDN/NFV。軟件定義網(wǎng)絡技術(shù)（SDN）其核心思想是利用OpenFlow技術(shù)將網(wǎng)絡設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面分離，實現(xiàn)網(wǎng)絡業(yè)務的可編程性。SDN可以有效定義未來網(wǎng)絡，進一步簡化網(wǎng)絡。NFV則重新定義了網(wǎng)元設(shè)備結(jié)構(gòu)，在與專業(yè)硬件的耦合關(guān)系中，將網(wǎng)絡服務從中分離出來。兩者可以融合，兩者的互補性體現(xiàn)在SDN能增強NFV的兼容、易操作等性能，而NFV通過虛擬化及IT編排等技術(shù)能提高SDN的靈活性。

2.2無線傳輸技術(shù)

（1）全雙工技術(shù)分析。5G 移動通信中的全雙工技術(shù)主要指同時同頻的雙向通信技術(shù)。由于全雙工技術(shù)理論上可提高一倍的頻譜利用率，并且拓寬了網(wǎng)絡的覆蓋范圍，頻譜使用更加靈活，同時器件技術(shù)、信號處理技術(shù)的日漸成熟，使得全雙工技術(shù)逐漸成為研究熱點。

（2）新型多天線傳輸技術(shù)。眼下在LTE以及LTE-Advanced中，已經(jīng)就大規(guī)模MIMO天線提出了很多增強性的改進，但LTE-Advanced在實踐中其對于性能的提升還是杯水車薪的。在未來的5G中，將引入有源天線技術(shù)，將更容易實現(xiàn)小區(qū)基站上大規(guī)模MIMO的部署，相關(guān)技術(shù)可以顯著提高系統(tǒng)容量，滿足日益增長的數(shù)據(jù)業(yè)務需求。

2.3網(wǎng)絡架構(gòu)

未來的5G網(wǎng)絡必將是多種網(wǎng)絡并存、融合多種通信方式的局面。隨著數(shù)據(jù)量和業(yè)務量的增大，為了減輕基站壓力，提高速度，D2D網(wǎng)絡概念被提出，D2D技術(shù)無需基站轉(zhuǎn)接而直接實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換或服務提供，可以有效減輕蜂窩網(wǎng)絡負擔，提高設(shè)施的魯棒性。此外，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，未來網(wǎng)絡還有機器間M2M通信，目前確認的方案有如接入控制、資源劃分等類型方案。

2.4云計算

在移動云計算中，移動設(shè)備要處理的計算和數(shù)據(jù)從移動設(shè)備轉(zhuǎn)到云端，既克服了本地資源不足的缺點，又降低了設(shè)備的消耗。此外，云端的數(shù)據(jù)和應用程序備份在分布式計算機上，數(shù)據(jù)和應用因此丟失的概率驟降。未來5G網(wǎng)絡中，全球?qū)霈F(xiàn)500億連接的萬物互聯(lián)服務，多種異構(gòu)網(wǎng)絡將會并存，不同移動設(shè)備將使用多種無線接入技術(shù)訪問云端。

2.5高兼容性

作為未來新一代的通信技術(shù)，根據(jù)5G技術(shù)的總體設(shè)計思路，5G技術(shù)是一個可以包括4G，3G，2G所有通信協(xié)議以及Wi-Fi、藍牙等無線通信技術(shù)的平臺。高兼容性的通信平臺為運營設(shè)備商提供更好的資源整合解決方案，大量節(jié)約資本開支、維護成本。

2.6情景感知技術(shù)

情境感知技術(shù)源于所謂普適計算的研究，情境感知簡單講是采用傳感器或無線通信等相關(guān)技術(shù)，使智能手機等設(shè)備具備感知情景的能力，并通過這些設(shè)備分析和確定可捕捉的情景信息，為用戶提供可靠的、合適的服務。情境感知技術(shù)能夠讓用戶及時獲取5G 網(wǎng)絡智能推送的信息。

3結(jié)語

未來5G技術(shù)的發(fā)展方向?qū)⒃谒膫€方面得到提升：（1）健全與完善的網(wǎng)絡覆蓋，實現(xiàn)多點、多面、多用戶以及多無線。（2）無處不在的無線信號覆蓋。（3）更加注重用戶體驗，傳輸速率、吞吐效率以及3D等能力，將成重要性能指標。（4）靈活配置5G移動無線通信網(wǎng)絡以動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡資源。

當今科學技術(shù)日新月異，根據(jù)以往移動通信的發(fā)展規(guī)律，5G通信技術(shù)在2020年后預計可以實現(xiàn)商用，當前5G技術(shù)的研究還處于起步階段，相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)和標準等還存在很多的不確定性，未來幾年將是確定其技術(shù)需求，關(guān)鍵指標等的關(guān)鍵期，同時將引領(lǐng)移動通信領(lǐng)域新一輪的變革，5G也將迎來發(fā)展的黃金期。

參考文獻

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