5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)

吳軻

(廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510630)

5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)

吳軻

(廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510630)

通信，作為我們生活中的重要人際交往手段，正在朝現(xiàn)代化、多元化方向發(fā)展。為了滿足當(dāng)前科技網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要，我國(guó)進(jìn)行了全面的移動(dòng)通信技術(shù)改革，而目前的主要改革方向之一就是5G移動(dòng)通信技術(shù)。本文對(duì)5G移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討和分析，指出進(jìn)一步完善和發(fā)展5G移動(dòng)通信技術(shù)，提升對(duì)海量傳感設(shè)備及M 2M通信的支撐能力。

5G；移動(dòng)通信；發(fā)展趨勢(shì)

1 5G移動(dòng)通信概述

根據(jù)我國(guó)移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)，必須要全面滿足發(fā)展需求。預(yù)計(jì)在2020年，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將成為我國(guó)主要的通信系統(tǒng)。當(dāng)前4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用，與其相比，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在資源利用、傳輸速度等各個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)都非常明顯，并且在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的性能以及用戶體驗(yàn)上也都比4G網(wǎng)絡(luò)有很大程度的提高。特別是在與無(wú)線移動(dòng)技術(shù)融合在一起以后，5G移動(dòng)通信的發(fā)展將變得更加向智能化和全面化。5G移動(dòng)通信的特點(diǎn)多元化，主要包涵設(shè)計(jì)理念新穎、運(yùn)營(yíng)成本低、通信性能高等方面。因此，5G移動(dòng)通信技術(shù)得到不斷發(fā)展后，網(wǎng)絡(luò)傳輸將會(huì)實(shí)現(xiàn)快速化，未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也將會(huì)得到強(qiáng)大的技術(shù)支持，使我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展提升到一個(gè)新的層次。

2 5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)

2.1 增加了數(shù)據(jù)流量

10年后，全球的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量可能會(huì)是現(xiàn)在的1000倍，因此，在繁忙之時(shí)，5G的吞吐量必須要提升1000倍以上，且要保證在每秒有100 GB/km2以上的吞吐量。

2.2 提升了頻譜的利用率

未來(lái)5G的用戶規(guī)模和業(yè)務(wù)量逐步擴(kuò)大，對(duì)流量的使用也將會(huì)隨之增加。因此，5G為了提升頻率的利用率，需要進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新。相比于4G的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，5G的平均頻譜效率將提升至5～10倍，因此，關(guān)于用戶大流量的使用造成頻譜資源短缺的問(wèn)題，將會(huì)得到一定程度的緩解。

2.3 擴(kuò)大了聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)目

隨著近年來(lái)智能終端的快速發(fā)展，預(yù)計(jì)20年后，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量將在500億～1000億個(gè)之間。此外，在5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍之內(nèi)，與4G相比，其所支持的設(shè)備數(shù)量將增長(zhǎng)約100倍。

2.4 降低網(wǎng)絡(luò)的耗能

綠色低碳以及降低能耗是5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)所遵循的發(fā)展路線，應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)，使網(wǎng)絡(luò)能耗的效率得到大大提高，其能耗與現(xiàn)今水平相當(dāng)，但卻能滿足用戶1000倍流量的需求。

2.5 提高了用戶速率

在一般情況下，5G網(wǎng)絡(luò)的用戶速率在10Mbit/s以上，但對(duì)于某些特殊用戶，其能將速率提升至100Mbit/s。

3 5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 全雙工技術(shù)

全雙工技術(shù)，是指在同一頻段所進(jìn)行的雙向通信的一種技術(shù)手段。全雙工技術(shù)的特點(diǎn)是能夠靈活的使用頻譜、減少對(duì)無(wú)線資源的浪費(fèi)。當(dāng)前，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)側(cè)中本身就具備干擾所固有的發(fā)射信號(hào)對(duì)接收信號(hào)的能力。雙向線路是通過(guò)頻率對(duì)其信號(hào)加以區(qū)分，同頻進(jìn)行雙向通信技術(shù)目前還不夠完善，所以還不能做到同頻或同時(shí)的雙向通信。造成這一因素的主要原因是，當(dāng)前的信息技術(shù)手段在無(wú)線資源上過(guò)于浪費(fèi)，所以，全雙工技術(shù)是5G移動(dòng)通信技術(shù)中的無(wú)線傳輸技術(shù)的主要研究方向。

3.2 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在5G移動(dòng)通信系統(tǒng)投入使用后，除了會(huì)帶來(lái)改善后的無(wú)線傳輸技術(shù)，還會(huì)引進(jìn)新型的無(wú)線傳輸技術(shù)。因此，事實(shí)上，5G移動(dòng)通信系統(tǒng)相當(dāng)于一種結(jié)合了各種無(wú)線接入方式的新型通信系統(tǒng)。這些無(wú)線接入方式在運(yùn)輸過(guò)程中被同時(shí)應(yīng)用，便形成了多無(wú)線接入多層覆蓋的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，將會(huì)大大提升各種無(wú)線傳輸技術(shù)的部署密度，支持用戶的范圍也會(huì)明顯增加，并且相較于當(dāng)前站點(diǎn)，將會(huì)明顯縮短各站點(diǎn)之間的距離，甚至可以達(dá)到每個(gè)用戶對(duì)應(yīng)一個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)節(jié)點(diǎn)，形成一種超密集的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

3.3 高頻段傳輸技術(shù)

當(dāng)前我國(guó)移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻段在3GHz以下，但是在不斷增加的用戶使用頻率下，將會(huì)造成頻譜資源的短缺。在高頻段中，如果毫米波頻率為28GHz，那么在兩公里范圍內(nèi)的下載速率可以達(dá)到1Gbit/s。因此，5G移動(dòng)通信系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)是高頻段傳輸技術(shù)，它擁有足夠多的設(shè)備和天線，可以使當(dāng)前頻譜資源短缺的現(xiàn)狀得到緩解。不過(guò)高頻段傳輸技術(shù)也會(huì)受氣候因素的影響，導(dǎo)致傳輸距離過(guò)短。因此，高頻段傳輸技術(shù)在設(shè)計(jì)方面上還需要進(jìn)行更深層次的研究。

4 結(jié)論

進(jìn)一步完善和發(fā)展5G移動(dòng)通信技術(shù)，能夠?yàn)榭蛻籼峁└鼮閺V泛的應(yīng)用和服務(wù)。同時(shí)使移動(dòng)通信的質(zhì)量得到大大提高，運(yùn)營(yíng)成本大大降低，應(yīng)用前景將更為廣闊。5G移動(dòng)通信的無(wú)線覆蓋性能、系統(tǒng)安全、傳輸時(shí)延和用戶體驗(yàn)也將得到顯著提高，并且能達(dá)到未來(lái)10年移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量增加1000倍的發(fā)展需求。5G移動(dòng)通信系統(tǒng)也將進(jìn)一步擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域，提升對(duì)海量傳感設(shè)備及機(jī)器與機(jī)器(M2M)通信的支撐能力。5G系統(tǒng)具有較強(qiáng)的靈活性和網(wǎng)絡(luò)智能化能力，能有效地應(yīng)對(duì)未來(lái)移動(dòng)信息社會(huì)的發(fā)展。

[1]張鋒，王明華．5G移動(dòng)通信發(fā)展現(xiàn)狀及其關(guān)鍵技術(shù)[J]．中國(guó)新通信，2016，18(6)：83-84．

[2]石炯．5G移動(dòng)通信及其關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展研究[J]．石家莊學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，17(6)：13-15．

The Development Trend and Key Technologies of 5G Mobile Communication

Wu Ke
(Guangdong Telecom Planning&Design Institute Co.,Ltd.,Guangzhou 510630,Guangdong)

Communication,as an important means of interpersonal communication in our daily life,is developing towards the direction of modernization and diversification.In order to meet with the needs of the development of science and technology network, our country has carried out a comprehensive mobile communication technology reform,and one of the main reform directions is 5G mobile communication.In this paper,the development trend and key technologies of 5G mobile communication are discussed and analyzed.It is pointed out that the further improvement and development of 5G mobile communication can improve the communication ability of mass sensing devices and M2M.

5G;mobile communication;development trend

TN929.5

A

1008-6609(2016)12-0046-02

吳軻（19 76-），男，江蘇無(wú)錫人，本科，助理工程師，研究方向?yàn)橐苿?dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)。