駱位

摘要： 隨著世界各國對移動通信技術發(fā)展的極大重視，在短短幾年時間內(nèi)，移動通信就從以往的2G/3G發(fā)展到現(xiàn)階段的4G技術，在實際應用、用戶體驗等方面有了顯著地提升。然而，隨著通信技術的發(fā)展，人們已經(jīng)不能滿足4G移動通信所帶來的體驗，相關的工作者正在研發(fā)一種更高端的通信技術——5G移動通信技術。該通信技術在未來的十年后將成為新一代的移動通信系統(tǒng)，因此本文詳細描述了5G移動通信的若干關鍵技術，并對未來的發(fā)展趨勢進行了分析。

Abstract： With the development of mobile communication technology in the world， within a few years， mobile communication has developed from 2G/3G to 4G technology， which has made significant achievements in practical applications and user experience and other aspects. However， with the development of communication technology， people can no longer meet the needs of 4G mobile communication. Related workers are developing a more advanced communication technology， the 5G mobile communication technology， which will become a new generation of mobile communication systems in the next decade. In this paper， some key technologies of 5G mobile communication are described in detail， and the development trend in the future is analyzed.

關鍵詞： 5G移動通信技術；無線傳輸技術；關鍵技術

Key words： 5G mobile communication technology；wireless transmission technology；key technology

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）08-0220-02

0 引言

我國自改革開放以來，科學技術突飛猛進，人們對網(wǎng)絡科技的開發(fā)與研究成效卓著，互聯(lián)網(wǎng)與信息技術的結合使人們的生活更加便捷，也極大地提高了通信技術水平，帶動了各個產(chǎn)業(yè)及領域的空前發(fā)展。在通信需求快速暴漲的情況下，5G通信理念的提出為更多用戶帶來了福音，該技術理念不僅更充分地滿足了用戶需求，提升了數(shù)據(jù)傳輸速率，而且豐富了通信功能，能耗量得到有效控制，運行成本大幅度降低，為實現(xiàn)生活的智能化打下了良好的基礎。

1 5G移動通信的概念及相關內(nèi)容

5G移動通信，從本質上講是4G移動通信在內(nèi)涵和形式方面的進一步開發(fā)，目前網(wǎng)絡科技領域對第五代移動通信模式的研究尚在進行中。從某網(wǎng)站的詞條結果筆者看出，5G移動通信的最高理論數(shù)據(jù)傳輸速度可以實現(xiàn)10Gb/s，比4G移動通信的傳輸速度快數(shù)百倍。打一個比較形象的比喻，用5G移動通信網(wǎng)絡可以瞬間下載完一部超清電影，如此之快的數(shù)據(jù)傳輸速度是4G網(wǎng)絡不可匹及的。

研究5G移動通信技術意味著人類社會與信息技術的融合更加緊密。同樣作為先進的移動通信技術，5G移動通信技術和傳統(tǒng)移動通信技術有著本質的區(qū)別。首先，5G移動通信技術是圍繞用戶需求進行開發(fā)的，在功能設計上更加注重用戶的體驗，這項技術是為了在4G的基礎上打造一個更加先進的通信網(wǎng)絡帝國，其中不僅涉及智能手機的網(wǎng)絡通信，還包括各種終端的無線網(wǎng)絡通信技術。所以從形式上來講，5G移動通信可以說是4G移動通信的升級版。

2 5G移動通信技術特點分析

第一，5G移動通信不僅是一場空前的技術革命，它更加注重用戶體驗以及通信網(wǎng)絡實際吞吐率，力求在革新網(wǎng)絡通信功能的前提下進一步提高移動通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。第二，5G移動通信將基于4G移動通信體系架構進行功能、可靠性等方面的技術革新，以此實現(xiàn)突破。第三，5G移動通信技術不僅重視覆蓋面的擴大，更加關注室內(nèi)通信技術的發(fā)展，并且5G移動通信技術會讓運營成本減少，然后按照網(wǎng)絡流量真實的應用狀態(tài)來合理調節(jié)、分配相應的網(wǎng)絡資源，進而有效提升用戶的體驗水平。

3 5G移動通信發(fā)展趨勢

5G移動通信技術由于移動互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展而獲得了足夠的基礎動力，當前時期研究該技術，必然離不開移動通信技術和無線通信技術，通過這兩個技術能夠滿足5G移動通信技術的發(fā)展對傳輸質量和系統(tǒng)效率所提出的要求。在此過程中，將從三個方面對5G移動通信技術進行提升，首先，無線傳輸?shù)男剩沟脽o線移動通信的頻率段被拓寬到高頻率；其次，通信系統(tǒng)的吞吐率和智能化水平，在構建的新體系下，這兩方面的能力都會得到明顯的提升。最后，無線通信頻率資源，與4G移動通信技術相比，5G技術在利用資源的效率方面提升了將近十倍的水平。對于5G移動通信系統(tǒng)而言，其最主要的目的就是作為服務與移動互聯(lián)網(wǎng)的基礎性系統(tǒng)，給用戶帶來更好的體驗，同時在一些虛擬和3D等技術方面的能力得到大大提升，帶給用戶更強的體驗。通過大規(guī)模提升5G移動通信系統(tǒng)的業(yè)務，來提升其無線覆蓋范圍，進而使其在通信業(yè)務中的地位得到大幅改善。

4 5G技術中關鍵性技術分析

與現(xiàn)階段所使用的移動通信技術相比，要想真正的改進和升級5G移動通信技術，必須要使用更為先進的技術。而5G移動通信的技術并不是單純的在原有的基礎上進行技術的完善，而是開發(fā)一個全新的技術領域，而且該技術本身也非常復雜，技術難度非常高。

4.1 密集網(wǎng)絡技術

超密集網(wǎng)絡主要是大幅度的增容系統(tǒng)的容量，并分流業(yè)務，以此來靈活部署網(wǎng)絡，同時實現(xiàn)高效復用技術頻率的提升。在5G移動通信技術下，人們目前正在使用的無線網(wǎng)絡會更加的智能化和綜合化，也會促進全面普及智能化的終端設備，在未來對數(shù)據(jù)資源進行使用時，主要的業(yè)務服務中心將變成室內(nèi)，但是過于密集的網(wǎng)絡部署，則會使得人們使用的網(wǎng)絡會變得更加的復雜，各個網(wǎng)絡之間會產(chǎn)生干擾，這種干擾也會大幅度的增長。因此，迫切需要能夠對干擾進行消除的技術，進而實現(xiàn)在熱點區(qū)域的發(fā)展。

4.2 新型傳輸技術

新型的傳輸技術即為多天線技術，該技術在很久之前就被業(yè)內(nèi)人士提出，其原理就是對有源天線陣列進行引入，大幅增加了能夠支持的天線數(shù)量，最高為128根，能夠實現(xiàn)3D天線陣列，也被稱為3D-MIMO技術，該技術能夠有效降低各用戶的干擾，并對無線信號的覆蓋率進行完善。現(xiàn)階段，很多研究人員對于這個技術進行全面的研究，在未來，5G通信技術很有可能能夠支持更多的SDMA，進而達到節(jié)能的目標，同時提升了信號的覆蓋能力。

4.3 高頻段的傳輸技術

在現(xiàn)階段的移動通信技術下，頻譜資源非常擁擠，根本原因在于頻段過多，并且大都集中在3GHz，但是高頻段中，可以使用的資源非常豐富，對高頻段中的資源進行開發(fā)不僅能夠對使用資源的情況進行緩解，也可以將傳輸數(shù)據(jù)的速度進行提升。因此，該技術使發(fā)展5G移動技術的必然趨勢，而這種技術也會受到氣候環(huán)境以及距離等因素的影響，也弱化了信號的穿透能力。所以，在開發(fā)和研究技術時，還需要監(jiān)測中心進一步研究系統(tǒng)的設計等，不斷提升資源優(yōu)化配置的效率。

4.4 網(wǎng)絡架構的新型技術

隨著5G移動通信技術的發(fā)展，在網(wǎng)絡架構方面，極有可能采用集中化的處理，并且能夠進行云計算。對于新型的網(wǎng)絡架構技術，其構建思想就是充分利用低成本的光傳輸網(wǎng)絡，在傳播網(wǎng)絡信號時，運用中心節(jié)點和天線進行傳播，在更加廣泛的領域中都能進行覆蓋。并且在新型技術中，會設置接口協(xié)議，采用更加虛擬化的網(wǎng)絡設備。通過對空閑資源的利益，防止重復建設現(xiàn)象的發(fā)生，在調度全頻道時，會促進負載的均衡，不僅有助于系統(tǒng)的維護，也降低了運營成本。

4.5 直接通信技術

通過使用5G移動通信技術，能夠在不同的設備之間進行直接的通信，進而有效降低能耗與時延，在此情況下也能更好的發(fā)揮頻譜資源的作用，對于5G通信效率與質量的提升也有很大的幫助。在5G移動通信網(wǎng)絡中，要想將數(shù)據(jù)流量提高到超過1000倍以上，必然要通過密集網(wǎng)絡技術的形式來達到這一目標。要將5G移動網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)流量在室內(nèi)與熱點地區(qū)進行分布，促使用戶性能不斷提升，有助于網(wǎng)絡覆蓋率的提升，現(xiàn)階段，智能終端設備的使用非常普遍，用戶對于數(shù)據(jù)流量的要求也越來越高。因此，5G移動通信要實現(xiàn)預期的目標，必須要通過超密集網(wǎng)絡技術來實現(xiàn)。通過應用密集網(wǎng)絡技術，不僅可以提高系統(tǒng)的容量，也能夠增加網(wǎng)絡覆蓋的范圍，但同時也存在很多缺點，比如在較小的范圍內(nèi)，存在一定程度的干擾，對于網(wǎng)絡能效的提升非常不利。由此可見，5G移動通信技術的發(fā)展需要依靠云計算平臺，并在自動模式與智能配置之間進行切換，才能實現(xiàn)5G移動通信的自動智能組網(wǎng)。

4.6 Device to Device（D2D）技術

Device to Device（D2D）通信主要是在系統(tǒng)控制下，允許終端利用復用小區(qū)資源，直接進行通信的一種技術，對于蜂窩通信系統(tǒng)頻譜效率的增加很有幫助，也有助于將終端發(fā)射的功率降低，對于頻譜資源匱乏的問題也能夠很好的進行解決。通過眾多的終端設備，能夠對覆蓋進行改善，進而高效的利用頻譜資源，對網(wǎng)絡架構的支持也更加靈活，對于網(wǎng)絡可靠性與鏈路的靈活性的提升也有很大幫助?，F(xiàn)階段，D2D采用的是廣播和組播以及單播技術方案等，在以后還會對增強技術進行發(fā)展。

4.7 基于濾波器組的多載波技術

在5G系統(tǒng)中，多載波技術是以濾波器組為基礎的，能夠對頻譜效率等方面的問題進行解決。在5G系統(tǒng)多載波方案中，F(xiàn)BMC技術是非常重要的實現(xiàn)方式。在該技術中，多載波性能主要取決于設計原型濾波器和調制濾波器的情況，為對頻率響應的特性要求進行滿足，需要原型濾波器的長度比子信道的數(shù)量大，實現(xiàn)起來的難度也非常復雜，對于實現(xiàn)硬件的效用非常不利。所以，在FNMC技術，要實現(xiàn)算法，必須要求濾波器組的快速實現(xiàn)。

4.8 全雙工技術

該技術也就是同時同頻的雙向通信技術。對于無線通信系統(tǒng)而言，其網(wǎng)絡側與終端側本身會受到自干擾的影響，這種影響主要來自發(fā)射與接收的信號。而由于技術水平的原因，對于雙向通信要求二者的同時同頻，目前還很難實現(xiàn)。就全雙技術而言，從理論上來看，頻譜的利用率被提升了將近一倍，可以靈活的進行使用。而伴隨信號處理技術以及器件技術的迅速發(fā)展，在5G移動通信系統(tǒng)也將可以充分應用與挖掘同時同頻的全雙工技術。

4.9 自組織網(wǎng)絡技術與高頻段傳播技術

自組織網(wǎng)絡技術屬于智能的自組織技術，非常自由化，可以自行完成網(wǎng)絡服務任務，無需人工協(xié)助，非常簡便，并且比較節(jié)約。雖然該技術能夠實現(xiàn)自我優(yōu)化與配置，但是當前時期網(wǎng)絡信息比較錯雜，要想同時實現(xiàn)自優(yōu)化與自配置，還存在比較大的難度。而隨著高頻段傳播技術的產(chǎn)生和廣泛應用，傳輸頻率得以大大提升，傳輸設備的大小也被縮短，并且降低了系統(tǒng)的運營成本，方便了人們的應用。

5 結束語

根據(jù)現(xiàn)階段移動通信技術的發(fā)展情況來看，一些發(fā)展規(guī)律與趨勢非常明顯。雖然現(xiàn)階段5G移動通信技術還處于發(fā)展的初期，也沒有得到廣泛的應用，但是在今后的幾年中，對此的研究必然會更進一步，基本輪廓也必將形成。對于技術需求與關鍵功能的指標都會更加完整，整體通信水平也必然得到提升，在此背景下，該技術也能實現(xiàn)突破性的進展。

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