施健炬

（公誠管理咨詢有限公司，廣東 惠州 516003）

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5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關鍵技術分析

施健炬

（公誠管理咨詢有限公司，廣東 惠州 516003）

摘 要：目前，5G移動通信技術正在不斷地探索中，其作為新一代的移動通信系統(tǒng)受到了大家的重視。本文在對實際情況進行考查的基礎上，對5G移動通信做了簡單的概述，并且對總體的趨勢做了進一步的分析，通過對5G移動通信若干關鍵技術進行探析，以此幫助人們了解5G移動通信的發(fā)展，推動其在我國的推進進程，使其更早地投入使用，為人類的通信提供便利。

關鍵詞：5G；移動通信；發(fā)展趨勢；關鍵技術

一、概述與總體趨勢

5G通信系統(tǒng)的發(fā)展，是繼4G網(wǎng)絡通信后發(fā)展的一代移動通信系統(tǒng)，其無線的覆蓋性能較好，在系統(tǒng)安全以及用戶體驗方面都有很大程度的提高。新一代網(wǎng)絡系統(tǒng)的出現(xiàn)，將會在很多領域得到發(fā)展。5G系統(tǒng)具備一定的靈活性，它能夠自動化的進行調整，從而很好的應對未來的變化發(fā)展之勢。

目前，5G移動通信已經(jīng)成為國內外競相研究的熱點。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)逐漸成為5G移動通信的巨大推動力。移動互聯(lián)網(wǎng)作為各種通信業(yè)務的基礎性平臺，能夠通過無線的方式為用戶提供方便。按照現(xiàn)階段業(yè)界對5G移動通信的估計，5G的運行將會通過一定的無線傳輸技術在4G網(wǎng)絡的基礎上進行更新。此外，通過引入新的體系結構，能夠使智能化的系統(tǒng)將系統(tǒng)整個吞吐能力擴大到25倍以上。

二、5G的業(yè)務需求

1. 滿足人們對虛擬現(xiàn)實的需求

在5G運行中，通過將聽覺、視覺等感覺的技術進行集合，從而能夠使模擬系統(tǒng)帶來3D感應，使人們在現(xiàn)實生活中能夠有一個全新的體驗，能夠加快實現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實世界之間的交互體驗，使其從真正意義上的滿足對虛擬世界的需求。

2. 滿足用戶對高清視頻的需求

5G移動通信傳輸速度極快，基本上能夠達到千兆傳輸?shù)乃俣?，在這里傳輸數(shù)據(jù)能夠無限制的傳輸大量的數(shù)據(jù)，使得傳送高清視頻能有一個通暢的速度，移動用戶可以獲得高速的速率，從而保證隨時隨地能夠欣賞到高清視頻。

3. 滿足智慧城市的需求

智慧城市的建設，是在綜合云計算、物聯(lián)網(wǎng)等一系列的網(wǎng)絡平臺與現(xiàn)實世界之間的結合，是城市升級轉型的結果。智慧城市理念下各大城市紛紛投入建設，引起了一系列的建設熱潮，未來智慧城市將會成為業(yè)界的研究熱點。未來5G移動通信將會帶來一個全新的高質量、高速度的網(wǎng)絡服務，因此能夠在很大程度上促進智慧城市的創(chuàng)建。通過使用5G移動通信，可以使相關的智慧服務進行便捷地使用、支付，達到真正意義上的滿足智慧城市的需求。

4. 滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求

在未來世界，物體通過一系列的感應裝置，通過網(wǎng)絡運行到相關的平臺，從而實現(xiàn)可靠、高速的處理，最終能夠實現(xiàn)智能化，將定位、跟蹤、管理相結合，從而以各種無線、高速的方式來處理物聯(lián)網(wǎng)信息，實現(xiàn)真正意義上的通信保障，以各種安全的方式投入到網(wǎng)絡中。

5. 滿足全新的用戶體驗

在5G移動通信中，已經(jīng)基本上實現(xiàn)了以體驗為主的服務方式，而不再是運用之前的以技術為主導的服務理念。在5G移動通信中，將多種新型的無線接入技術和有線接入技術相結合，可以為用戶提供更加極致的體驗，從而在很大程度上實現(xiàn)用戶新體驗，加快用戶對移動通信的認可。

三、5G移動通信若干關鍵技術

為了更好地提高5G的運行傳輸速度，在5G系統(tǒng)的設計中將會進一步采取頻譜效率的技術，例如一些波形設計技術、多天線技術等等。在這些無線網(wǎng)絡方面，將會在此基礎上采用一些新興的網(wǎng)絡架構技術，對5G移動通信進行新一輪提高。

5G移動通信主要采用的是超高能的無線傳輸技術和高密度的無線網(wǎng)絡技術。

1. 無線傳輸技術

（1）大規(guī)模MIMO技術

MIMO技術所帶來的好處主要有：大規(guī)模MIMO的空間分辨率與現(xiàn)有的相比已經(jīng)得到了很大程度的加強。在這種情況下，它能夠進一步地挖掘空間，對其維度進行把握，使得不同的用戶能夠在同一時間自由進行通信，從而能夠不需要增加基站密度就可以實現(xiàn)頻譜效率的提高。此外，在大規(guī)模的MIMO中可以將波束集中在很窄的區(qū)域內，從而能夠大幅度地降低干擾，同時也能夠提高功率。

目前，在對MIMO技術的研究中，仍舊發(fā)現(xiàn)了一些不足。例如，由于傳輸方案基本采用的是TDD系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中，所使用的基本上都是單天線，這就導致它的數(shù)量遠遠小于基站天線的數(shù)量，使得導頻數(shù)量會隨著用戶的增加而不斷增加。

（2）基于濾波器組的多載波技術

多載波技術在無線通信系統(tǒng)中有著非常廣泛的運用，它能夠有效提高頻譜效率，對一些多徑衰落現(xiàn)象進行對抗。但是我們能夠看到，OFDM技術也存在著一些不足之處。例如，由于各子載波具有相同的帶寬，因此在運行的過程中需要保持同步，各子載波必須保持正交現(xiàn)象，這在很大程度上嚴重影響到了使用的靈活性。為了更好地解決這一問題，因此采用了基于濾波器組的多載波技術。這一技術能夠廣泛用于雷達信號處理、信號處理等方面。基于濾波器組的多載波技術，它不再需要各載波之間進行正交，也不需要再進行插入循環(huán)前綴。它既能夠實現(xiàn)各載波之間的帶寬設置，同時也能夠保證其靈活控制，從而對一些細小的零件進行控制。

2. 無線網(wǎng)絡技術

（1）超密集異構網(wǎng)絡技術

在5G系統(tǒng)中，由于其擁有無線傳輸技術，因此其注定是多種無線接入形式的。在超密集異構網(wǎng)絡技術中，由于網(wǎng)絡密集程度較高，因此使得網(wǎng)絡節(jié)點離終端更近，從而能夠有效的促進頻頻效率以及功率的提高，并且在更大程度上提高了網(wǎng)絡系統(tǒng)的容量，在靈活性方面也得到了提高。雖然超密集異構網(wǎng)絡技術為5G移動通信提供了更加美好的前景，但是，由于節(jié)點之間出現(xiàn)距離減少的現(xiàn)象，導致系統(tǒng)中也在不斷的出現(xiàn)問題。因此，這就需要針對這一技術進行改進。在這一基礎上，可以通過利用有線回傳方式，這不僅能夠有效的節(jié)約資源，同樣也能夠有效的簡化程序，使得移動通信運行更好的發(fā)展。

（2）自組織網(wǎng)絡技術

為了和傳統(tǒng)的移動通信技術相區(qū)別，減少人力和物力資源的投入，因此在滿足客戶需求的同時，提出了在移動通信中運用自組織網(wǎng)絡技術的概念。這一概念中，是通過在網(wǎng)絡中引入自組織能力，其中包括了自我配置、自我優(yōu)化等等，從而在更大程度上減少人工的干預。目前，自組織網(wǎng)絡已經(jīng)明顯呈現(xiàn)出優(yōu)勢。

5G是融合、協(xié)同多制式共存的異構網(wǎng)絡。隨著業(yè)務和時間等空間不斷地變化，因此有必要使得網(wǎng)絡部署要適應這些動態(tài)變化。為了保證移動過程的平滑性，我們必須采用雙連接的形式對目標進行優(yōu)化選擇。

（3）內容分發(fā)網(wǎng)絡

內容分發(fā)網(wǎng)絡是為了有效地解決互聯(lián)網(wǎng)質量而提出的一種新的概念。傳統(tǒng)情況中，一般內容的發(fā)布都由提供商完成。隨著互聯(lián)網(wǎng)訪問的急劇增加，服務器很容易出現(xiàn)高負載的現(xiàn)象，使得網(wǎng)絡更加擁塞，網(wǎng)站響應的速度也越來越慢。在此情況下，采用緩存服務器，并且將這些服務器盡可能地分布到比較集中的區(qū)域中。根據(jù)網(wǎng)絡流量和節(jié)點之間的連接關系，用戶信息會導向距離最近的服務點上，這樣可以使得用戶就近選取內容，從而很好地解決網(wǎng)站響應速度慢這一情況。

3. 軟基站

作為一項重要的無線移動平臺，將5G軟基站融合于同一個硬件平臺中，使其適應各種不同的軟件需求，從而打破傳統(tǒng)的方式，對網(wǎng)絡進行重新架構，使其能夠更加靈活地進行通信，從而達到真正意義上的精簡管理，節(jié)約建網(wǎng)的成本，從而更好地服務于5G移動通信建設，在更大意義上實現(xiàn)管理提高。

四、我國5G移動通信推進過程

從2000年到如今，我國相繼開啟了3G和4G移動通信的偉大研究，并且在今后也繼續(xù)推進5G移動通信技術的發(fā)展。這將會有利于提高我國移動通信技術水平，從而實現(xiàn)我國移動通信的跨越發(fā)展。5G移動通信是全球移動通信新一輪技術的開始，早日爭取信息化發(fā)展，成為未來企業(yè)的支撐成為有關部門重要的渴求。5G移動通信，以滿足廣大用戶的應用需求為前提，實現(xiàn)了無線組網(wǎng)、無線傳輸?shù)汝P鍵技術的運用，它將不斷地擴大我國在世界通信中的影響，加快我國面向信息化時代。

結語

隨著時代的發(fā)展，5G技術將可能在2020年投入使用。它的出現(xiàn)，將會滿足廣大人民的需求，讓用戶更好地進行業(yè)務體驗。目前，5G移動通信還處于研究的初期階段，這需要有關部門對一些關鍵技術進行了解和掌握，并結合人們生活的實際需求，更好地進行研發(fā)。

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中圖分類號：TP391

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