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

張懿

中國(guó)電信股份有限公司寧德分公司

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

張懿

中國(guó)電信股份有限公司寧德分公司

5G移動(dòng)通信系統(tǒng)是今后五年內(nèi)移動(dòng)通信的主要發(fā)展趨勢(shì)，但其發(fā)展尚處于初步階段，因此其發(fā)展趨勢(shì)值得我們深入探索。本文通過(guò)無(wú)線傳輸和網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)方面來(lái)對(duì)第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，發(fā)展方向，幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了展望，并概括的介紹了5G移動(dòng)通信的近期研發(fā)成果和研發(fā)方向。

5G 移動(dòng)通信 發(fā)展趨勢(shì) 關(guān)鍵技術(shù)

1 5G通信技術(shù)概述

5G移動(dòng)通信系統(tǒng)將技術(shù)革新與用戶(hù)體驗(yàn)緊密的結(jié)合在一起，5G系統(tǒng)性能窗體底端的關(guān)鍵指標(biāo)包括平均網(wǎng)絡(luò)吞吐量速率，傳輸延遲和虛擬現(xiàn)實(shí)，3D，互動(dòng)游戲等新興移動(dòng)服務(wù)保障能力。與4G移動(dòng)通信系統(tǒng)相比。5G移動(dòng)通信系統(tǒng)將點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的物理層傳輸和信道編譯碼提升為多點(diǎn)、多用戶(hù)的協(xié)作組網(wǎng)，試圖構(gòu)建更良好的體系構(gòu)架。室內(nèi)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)成為系統(tǒng)的優(yōu)先考慮目標(biāo)，提升室內(nèi)無(wú)線覆蓋和業(yè)務(wù)保障能力。5G移動(dòng)通信系統(tǒng)將更廣泛地利用高頻段頻譜資源、光載無(wú)線組網(wǎng)等技術(shù)。

2 5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)

按照目前業(yè)界的初步估計(jì)，包括5G在內(nèi)的未來(lái)無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能力的提升將在3個(gè)維度上同時(shí)進(jìn)行：

（1）通過(guò)引入新的無(wú)線傳輸技術(shù)將資源利用率在4G的基礎(chǔ)上提高10倍以上；

（2）通過(guò)引入新的體系結(jié)構(gòu)（如超密集小區(qū)結(jié)構(gòu)等）和更加深度的智能化能力將整個(gè)系統(tǒng)的吞吐率提高25倍左右；

（3）進(jìn)一步挖掘新的頻率資源，使未來(lái)無(wú)線移動(dòng)通信的頻率資源擴(kuò)展4倍左右。

3 5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 無(wú)線傳輸技術(shù)

3.1.1 大規(guī)模mimo技術(shù)

mimo技術(shù)所帶來(lái)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(qiáng)。在這種情況下，它能夠進(jìn)一步地挖掘空間，對(duì)其維度進(jìn)行把握，使得不同的用戶(hù)能夠在同一時(shí)間自由進(jìn)行通信，從而能夠不需要增加基站密度就可以實(shí)現(xiàn)頻譜效率的提高。目前，在對(duì)mimo技術(shù)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等等。

3.1.2 基于濾波器組的多載波技術(shù)

多載波技術(shù)在無(wú)線通信系統(tǒng)中有著非常廣泛的運(yùn)用，它能夠有效提高頻譜效率，對(duì)一些多徑衰落現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)抗。但是我們能夠看到，ofdm技術(shù)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(yùn)行的過(guò)程中需要保持同步，各子載波必須保持正交現(xiàn)象，對(duì)于使用的靈活性有著很大的影響。為了更好地解決這一問(wèn)題，因此采用了基于濾波器組的多載波技術(shù)。這一技術(shù)能夠廣泛用于雷達(dá)信號(hào)處理、信號(hào)處理等方面?；跒V波器組的多載波技術(shù)，它不再需要各載波之間進(jìn)行正交，也不需要再進(jìn)行插入循環(huán)前綴。它既能夠?qū)崿F(xiàn)各載波之間的帶寬設(shè)置，同時(shí)也能夠保證其靈活控制，從而對(duì)一些細(xì)小的零件進(jìn)行控制。

3.2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

3.2.1 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在5G系統(tǒng)中，由于其擁有無(wú)線傳輸技術(shù)，因此其注定是多種無(wú)線接入形式的。在超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，由于網(wǎng)絡(luò)密集程度較高，因此使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)離終端更近，從而能夠有效的促進(jìn)頻頻效率以及功率的提高。雖然超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為5G移動(dòng)通信提供了更加美好的前景，但是，由于節(jié)點(diǎn)之間出現(xiàn)距離減少的現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)中也在不斷的出現(xiàn)問(wèn)題。因此，這就需要針對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。在這一基礎(chǔ)上，可以通過(guò)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(jiǎn)化程序，使得移動(dòng)通信運(yùn)行更好的發(fā)展。

3.2.2 自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

為了和傳統(tǒng)的移動(dòng)通信技術(shù)相區(qū)別，提出了在移動(dòng)通信中運(yùn)用自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的概念。這一概念中，是通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)中引入自組織能力，其中包括了自我配置、自我優(yōu)化等等，進(jìn)而減少了人工的干預(yù)。目前，自組織網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)明顯呈現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。5G是融合、協(xié)同多制式共存的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。隨著業(yè)務(wù)和時(shí)間等空間不斷地變化，因此有必要使得網(wǎng)絡(luò)部署要適應(yīng)這些動(dòng)態(tài)變化。為了保證移動(dòng)過(guò)程的平滑性，我們必須采用雙連接的形式對(duì)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化選擇。

3.2.3 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)是為了有效地解決互聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量而提出的一種新的概念。傳統(tǒng)情況中，一般內(nèi)容的發(fā)布都由提供商完成。隨著互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)的急劇增加，服務(wù)器很容易出現(xiàn)高負(fù)載的現(xiàn)象，使得網(wǎng)絡(luò)更加擁塞，網(wǎng)站響應(yīng)的速度也越來(lái)越慢。在此情況下，采用緩存服務(wù)器，并且將這些服務(wù)器盡可能地分布到比較集中的區(qū)域中。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量和節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系，用戶(hù)信息會(huì)導(dǎo)向距離最近的服務(wù)點(diǎn)上，這樣可以使得用戶(hù)就近選取內(nèi)容，從而很好地解決網(wǎng)站響應(yīng)速度慢這一情況。

3.3 軟基站

作為一項(xiàng)重要的無(wú)線移動(dòng)平臺(tái)，將5G軟基站融合于同一個(gè)硬件平臺(tái)中，使其適應(yīng)各種不同的軟件需求，從而打破傳統(tǒng)的方式，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新架構(gòu)，使其能夠更加靈活地進(jìn)行通信，從而達(dá)到真正意義上的精簡(jiǎn)管理，節(jié)約建網(wǎng)的成本，從而更好地服務(wù)于5G移動(dòng)通信建設(shè)，在更大意義上實(shí)現(xiàn)管理提高。

4 總結(jié)

5G移動(dòng)通信在將來(lái)在商業(yè)及其他方面的工作上會(huì)有很大的影響，相關(guān)人員應(yīng)該重視5G移動(dòng)通信建設(shè)工作的進(jìn)展，積極采取措施，促進(jìn)5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展。

[1]王實(shí).5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)[J].信息通信,2015

[2]李革.我國(guó)5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)[J].科技傳播,2016