淺談5G移動通信發(fā)展趨勢與思考

朱長笛

【摘要】 隨著Internet的飛速發(fā)展，讓人們在工作上、生活上更加便利，網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量不斷增多，對移動網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量和速度的要求也越來越挑剔，研發(fā)5G通信網(wǎng)絡(luò)所要解決的問題就是優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的傳輸過程，獲得高速、高品質(zhì)、安全的網(wǎng)絡(luò)享受。5G網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)雖尚未成熟，但研究人員已開始對5G網(wǎng)絡(luò)的需求進行展望，并結(jié)合多種通信技術(shù)，致力研究出滿足用戶需求的第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】 5G 關(guān)鍵技術(shù) 發(fā)展趨勢

一、何為5G移動網(wǎng)絡(luò)通信

5G無線通信技術(shù)實際上就是無線的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，繼4G移動網(wǎng)絡(luò)的興起，5G將會成為新一代的移動通信網(wǎng)絡(luò)，在互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)需求的推動下，它將面向2020年之后的新型移動網(wǎng)絡(luò)通信的需求。5G將與4G相比，在傳輸速率和資源利用率、無線覆蓋、系統(tǒng)安全、用戶體驗等方面量級更高，但在運營成本和能源損耗等方面有所減少。5G網(wǎng)絡(luò)將突破重重限制，給用戶帶來飛速的體驗，實現(xiàn)人與物的互通互聯(lián)。

二、5G移動通信若干關(guān)鍵技術(shù)

2.1無線傳輸技術(shù)

2.1.1 大規(guī)模MIMO 技術(shù)

MIM0技術(shù)是為了提升無線信號的傳輸質(zhì)量，利用多個天線將無線信號進行同步收發(fā)的無線技術(shù)。多天線技術(shù)的應(yīng)用在提高頻譜效率和傳輸過程中的安全性上已經(jīng)作為強有力的手段，并被廣泛應(yīng)用，如3G網(wǎng)絡(luò)、WLAN、LT等。天線的個數(shù)越多，頻譜頻率更快，特別是存在大量的發(fā)送天線和接收天線，與目前的無線通信系統(tǒng)相比，容量大大提高，在空間分辨率和降低干擾上也有顯著的提升；但該技術(shù)仍有局限，由于獲取信息的開銷較大，信號的檢測比較復(fù)雜，為充分發(fā)揮MIMO技術(shù)的優(yōu)勢，需結(jié)合實際情況與信道模型相結(jié)合，在一定程度的復(fù)雜度下，研究最優(yōu)的無線傳輸方法。

2.1.2 全雙工技術(shù)

同時同頻全雙工技術(shù)是項有效提高頻譜效率的雙向通信技術(shù)。在現(xiàn)有的無線通信系統(tǒng)中，由于技術(shù)和條件的限制無法實現(xiàn)雙向通信，浪費了大部分無線資源。同時同頻全雙工技術(shù)在提高頻譜效率上有著巨大潛力，但在接收和發(fā)送信號時功率相差較大，形成嚴(yán)重的自我干擾，所以抗拒自我干擾是同時同頻技術(shù)要解決的首要問題。目前，學(xué)者研究各種抗拒自我干擾的技術(shù)，并聯(lián)合一些改進技術(shù)，能有效地消除大部分的自我干擾，但是干擾并不能完全消除，大部分只能單數(shù)據(jù)流通，不能充分與MIMO技術(shù)相結(jié)合。

2.2無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2.2.1 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

5G網(wǎng)絡(luò)是多種無線接入的技術(shù)，由于覆蓋范圍小，進一步的小區(qū)分割很難進行，這就需要超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中， 頻譜效率和功率效率的提高，使得系統(tǒng)容量增大，更具靈活性，但在5G網(wǎng)絡(luò)中，可能存在各種同頻之間的干擾，這是需要研究的問題。為使得各個節(jié)點之間的相互協(xié)作，要更精確和有效地發(fā)現(xiàn)相鄰節(jié)點，研究網(wǎng)絡(luò)動態(tài)的空間和時間大范圍的動態(tài)變化，提高節(jié)點的靈活性，降低成本同時同頻的相互傳輸都是解決問題的重要方向。

2.2.2 自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

移動自組織網(wǎng)絡(luò)是種移動通信和計算機網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)，用戶可在所覆蓋的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意通信。在其網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點不是直接連接，而是通過利用中繼的方式在較遠的距離無法直接互傳信息的節(jié)點間進行通信。該技術(shù)引入自組織能力，網(wǎng)絡(luò)信息采用計算機網(wǎng)絡(luò)中的分組交換機，信號接收端可以是任何終端，如筆記本、手機等，用戶可隨時隨地收發(fā)信息。該技術(shù)結(jié)構(gòu)層次和運營維護都很復(fù)雜，成本較高，規(guī)龐大，需要與多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)同進行，這將是一項極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

2.2.3 CDN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

CDN網(wǎng)絡(luò)即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。它是一種新型的技術(shù)，該技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要是由中心和邊緣兩部分組成，中心指內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)管中心和內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的重定向解析中心，負責(zé)全局負載均衡，邊緣主要指異地節(jié)點，是網(wǎng)絡(luò)分發(fā)的載體。其目的是使接收終端用戶可以就近取得所需信息，避免網(wǎng)絡(luò)擁堵的，提高反應(yīng)速度。該技術(shù)主要是解決網(wǎng)站訪問量質(zhì)量和網(wǎng)點分布等問題的最佳解決方案。

三、未來5G移動通信發(fā)展趨勢與展望

相比傳統(tǒng)的3G、4G移動通信，我國一直在致力于研究新一代的寬帶無線移動網(wǎng)絡(luò)，提高我國通信技術(shù)的水平。移動通信技術(shù)已是我國高技術(shù)的產(chǎn)業(yè)之一，在未來的十幾年，5G將成為商業(yè)競爭的優(yōu)勢，也是移動通信產(chǎn)業(yè)重要的一項任務(wù)。2013年初，我國政府部門已經(jīng)成立了5G通信網(wǎng)絡(luò)的研究小組，明確未來的5G的發(fā)展方向和發(fā)展進程。至今，我國5G技術(shù)的研究已經(jīng)做好了起步工作. 國家973 計劃也納入了移動網(wǎng)絡(luò)體系創(chuàng)新的研究課題。

結(jié)語：5G的出現(xiàn)，勢必會促進全球經(jīng)濟一體化，更好的分享信息，帶來前所未有的信息便利。在未來，5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將促進互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)更快速的增長，目前5G網(wǎng)絡(luò)仍在起步階段，今后幾年將是技術(shù)研發(fā)的關(guān)鍵時期與實質(zhì)性的制定階段。

參 考 文 獻

[1]周玲.中國布局5G研發(fā)：6年后商用[N].東方早報，2014-01-29（A23）.