第五代移動通信技術及發(fā)展

王英

摘要：隨著第四代（4G）移動通信技術（4G）的快速發(fā)展以及廣泛使用，人們開始意識到了移動通信技術給自身生活帶來的巨大的變化。在技術的不斷發(fā)展和人們理念不斷更新的前提下，第五代移動通信技術也開始問世，并得到一定范圍內(nèi)的應用，這當然也已受到人們的廣泛關注。在本文中，主要對5G移動通信技術概、5G關鍵技術進行了一定闡述的基礎上，對這項技術的前景進行了分析了，在這個過程中也對5G技術將要面臨的一些技術難題加以展望。

關鍵詞：第五代移動通訊 關鍵技術 發(fā)展 展望

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0028-01

1 前言

迄今為止，移動通信技術已經(jīng)經(jīng)歷了四代，1G通信系統(tǒng)是基本只能模擬通話的模擬技術，2G是使可以用網(wǎng)絡的數(shù)字技術，3G則是通過采用CDMA無線接入技術，通過提供中高速數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)多媒體服務，4G通信技術通過采用多天線載波技術，在大幅度提高傳輸速率的同時，也提供很多多樣化的個性服務。雖然通信系統(tǒng)經(jīng)歷了4次大的變革，但是在互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展的今天，需要有更強大的通信系統(tǒng)作為支持。有數(shù)據(jù)顯示，在數(shù)據(jù)流量方面，預計在2010至2020十年間，中國的移動數(shù)據(jù)流量增長將超過300倍以上，2010-2030年增長將超過4萬倍，而全球移動數(shù)據(jù)流量在2010-2020年增長將超過200倍，在2010-2030年將增長約2萬倍，中國的移動數(shù)據(jù)流量增速較全球平均水平增幅明顯較大；在聯(lián)網(wǎng)設備方面，預計未來10年中國在移動終端數(shù)量上將超過20億，而全球?qū)⒊^100億，其中不包含物聯(lián)網(wǎng)設備，物聯(lián)網(wǎng)設備連接數(shù)將達到70億，中國則占據(jù)超過1/4的數(shù)量，在這種通信技術大變革下，5G通信系統(tǒng)應運而生。5G通信系統(tǒng)由于時延短、可靠性高、頻譜利用率高、網(wǎng)絡耗能低、數(shù)據(jù)流量和聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)量增長幅度大、峰值速率高等技術特征，受到科研工作者的廣泛研究，以期在未來滿足用戶對更加快速和便捷的通訊技術的需求。

2 5G技術概念

第五代通信技術即5G（fifth-generation），是指由4G延伸出的第五代移動電話系統(tǒng)，到目前為止，3GPPP及ITU-R等正式資料中還未明確提及5G，但國內(nèi)外公司相繼提出了5G通訊技術，如2013年，三星電子將5G核心技術成功開發(fā)，這種技術能夠在2公里以內(nèi)的距離下以1Gbps以上的速度傳送數(shù)據(jù)；2015年，酷派將5G定義為終端基站化，同年6月，ITU將5G技術的正式命名為IMT-2020；5G和以往通信技術存在很大的不同，但是是對以往通信技術的改進，例如5G沒有獨立和全新的無線接入技術。從某些角度來講，5G是將互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)快速高效連接的一種新式通信技術。

3 5G關鍵技術

3.1 高頻段傳輸技術

高頻段傳輸技術，即使用的頻段更高。眾所周知，目前全球3G和4G網(wǎng)絡使用最為廣泛的主要是2GHz左右的頻段，由于使用頻段和覆蓋率成負相關，即頻段越低則覆蓋率越高，但是低頻段譜往往是有限的，因此未來將會使用具有更多頻率資源的高頻段（6-100GHz），與以往通信技術相比，為了使傳輸速率更加迅速，高頻段需要更寬的寬帶與之匹配，如500MHZ甚至更多，這種高頻段傳輸技術，給用戶帶來的最深刻的感受就是在傳輸速度方面。

3.2 大規(guī)模天線傳輸技術

大規(guī)模天線傳輸技術（MIMO）是5G關鍵技術之一，自發(fā)展至今，經(jīng)歷了一系列的發(fā)展歷程，這項技術的優(yōu)勢在于能夠通過增加天線數(shù)而不增加基站站點的方式，不僅使頻譜效率顯著提高，而且能夠使整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量顯著提高；同時，大規(guī)模MIMO能夠通過充分利用系統(tǒng)信道容量顯著降低能耗。

3.3 密集網(wǎng)絡技術

要實現(xiàn)5G技術的高效、快速傳輸，則必須要利用兩種技術，其中之一就是密集型網(wǎng)絡技術，這種技術是在空間上設置相對較多的網(wǎng)絡，使頻譜得到充分利用，以期滿足用戶對于數(shù)據(jù)速度的需求。但是，這種密集程度是有一定限度的，因為密集度太大會造成一定程度的問題，如在面對多個無線接入技術時，會降低基站和終端之間的關聯(lián)性，當終端穿過異構網(wǎng)絡時，對于移動管理難度會加大，同時增加網(wǎng)絡密集度，整個運營成本會顯著增加。

3.4 新型網(wǎng)絡架構和智能化技術

由于未來業(yè)務需求呈現(xiàn)規(guī)?；⑷萘扛?，因此5G網(wǎng)絡將會朝著低成本、綠色節(jié)能、速度快等方向發(fā)展，基于以上理念，現(xiàn)有新型網(wǎng)絡構架的研究主要集中在云架構和智能化方面。云構架在很大下橫渡上減少基站機房數(shù)量，并能減少設備耗能，并能通過增加天線而不增加基站站點的情況下使高射頻頻率顯著增加，還能使發(fā)射功率的浪費顯著減少，通過以上方式使整個系統(tǒng)的成本有所降低。5G技術要實現(xiàn)大型化，智能化的操作也是相當關鍵的，智能化能夠使5G技術更加便捷，便于管理，例如，模式自動切換、自動聯(lián)網(wǎng)等，智能化是5G技術發(fā)展趨勢之一。

4 5G技術發(fā)展趨勢

目前，國內(nèi)外還沒有明確給出5G的概念 并且該技術的研究尚停留在萌芽發(fā)展時期，距其投入商業(yè)并廣泛使用還有一段距離，盡管如此，現(xiàn)在的通信產(chǎn)業(yè)及相關研究人員已對5G標準的融合會對人類生活造成很大改變基本形成一致意見。在第一、二通信時代，在協(xié)議標準之間的差異很大，進入4G時代之后，在核心技術方面和以往的技術相似度較大，在未來的5G技術時代，在使用頻譜上更加高效、自由，進一步融合核心技術和系統(tǒng)構架，通信標準一致化是未來5G技術的一個新的潮流。

5 結語

在未來，5G通信技術以其自身存在的一些優(yōu)勢如快速、高效、耗能低等優(yōu)勢帶動下，將會發(fā)展成為滿足用戶需求的新一代通信技術，雖然現(xiàn)如今還存在一些技術難題尚未攻破，相信隨著科技和通信技術的進一步發(fā)展，5G技術也會迅猛發(fā)展，為用戶提供更加便捷的服務。

參考文獻

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