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

魏博文

摘要：本文介紹了5G移動(dòng)通信的內(nèi)涵及特點(diǎn)，分析了5G移動(dòng)通信應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討。未來(lái)，在各方的努力之下，5G移動(dòng)通信技術(shù)將會(huì)獲得較大的發(fā)展，也能被盡早應(yīng)用于社會(huì)生活的方方面面。

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

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）11-0023-01

1 5G移動(dòng)通信概述

5G網(wǎng)絡(luò)，又被成為“第五代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)”，它是在4G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的，而傳輸速度則是4G網(wǎng)絡(luò)的百倍之上。也就是說(shuō)，幾秒鐘之內(nèi)用戶就可以下載成功一部高分辨率的電影。5G技術(shù)的概念一經(jīng)提出就受到全球各地的關(guān)注與重視，它以每秒1G左右的速度進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，會(huì)為廣大用戶提供更多的便利。據(jù)全球電信運(yùn)營(yíng)商估計(jì)，5G移動(dòng)服務(wù)將會(huì)于2020年左右開(kāi)始應(yīng)用[1]。5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的性能更加優(yōu)化，它的頻譜效率高，性能可靠，應(yīng)用范圍進(jìn)一步拓展，包括且不限于地鐵、高速公路、車聯(lián)網(wǎng)等等，能夠?yàn)椴煌挠脩籼峁└咔逡曨l、虛擬顯示等業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

2 5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)分析

5G移動(dòng)通信與之前的4G移動(dòng)通信有很大的不同，主要區(qū)別在于以下幾點(diǎn)：第一，5G移動(dòng)通信的可靠性更好，這是4G移動(dòng)通信所無(wú)法比擬的，時(shí)延也相對(duì)較好；第二，5H移動(dòng)通信的能源消耗較低，與當(dāng)前我國(guó)資源節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)高度一致；5H移動(dòng)通信技術(shù)的頻譜利用效率較高，充分彌補(bǔ)了4G通信網(wǎng)絡(luò)頻譜不足的問(wèn)題。5G移動(dòng)通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要依賴于以下幾種技術(shù)的支撐：第一，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；第二，無(wú)線傳輸技術(shù)。

首先，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這一技術(shù)又可以分為以下幾個(gè)小分支：多載波技術(shù)、大規(guī)模的MIMO技術(shù)和全雙工技術(shù)。第一，多載波技術(shù)。這是5G移動(dòng)通信技術(shù)數(shù)據(jù)速率較高的重要原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，5G移動(dòng)通信技術(shù)的速率降到到每秒鐘1GHz。就當(dāng)前來(lái)說(shuō)，移動(dòng)通信技術(shù)多應(yīng)用OFDM技術(shù)，該技術(shù)具有抗多經(jīng)衰落的特性，提高了系統(tǒng)的頻譜效率，但是也受到大范圍寬帶頻譜空白的限制。多載波技術(shù)是建立在濾波器組基礎(chǔ)之上的，其發(fā)送端能夠通過(guò)合成濾波器來(lái)調(diào)制多載波，而接收端則可以通過(guò)分析濾波器組來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行目的。第二，大規(guī)模的MIMO技術(shù)。這也是所謂的多天線技術(shù)。它的應(yīng)用極大地提升了系統(tǒng)的傳輸速率和頻譜效率，也提高了系統(tǒng)的容量。在同一個(gè)時(shí)頻資源中為大量用戶提供各種可靠的服務(wù)，也提高了系統(tǒng)的空間分辨率。第三，全雙工技術(shù)。該技術(shù)主要是致力于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的同時(shí)和同頻傳播。這是之前的通信技術(shù)所不具有的，其應(yīng)用也極大地降低了能源消耗，使得頻譜應(yīng)用效率更高，提高了5G移動(dòng)通信的效益。

其次，無(wú)線傳輸技術(shù)。無(wú)線傳輸技術(shù)由下面幾個(gè)部分構(gòu)成：自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和等。第一，自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這也是指網(wǎng)絡(luò)的智能化技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)的自我愈合、自我配置和自由化的性能大大提高，并且能夠自動(dòng)排除故障、自動(dòng)部署和實(shí)施各種規(guī)律，降低了人力資源的工作負(fù)擔(dān)，也降低了成本投入。自組織技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前5G移動(dòng)通信技術(shù)中不可或缺的部分，保障了5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的性能。另外，云計(jì)算技術(shù)是5G移動(dòng)通信技術(shù)中最為重要的部分之一，通信網(wǎng)絡(luò)中的大型服務(wù)器也是在云計(jì)算技術(shù)的基礎(chǔ)之上所形成的，主要采用交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接基站和站點(diǎn)。而云計(jì)算的存儲(chǔ)功能也十分突出，能夠存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)地出來(lái)，從而保證不同業(yè)務(wù)的及時(shí)開(kāi)展。第二，超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[2]。5G移動(dòng)通信的無(wú)線接入形式較多，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和終端的距離也十分相近，這使網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)念l譜效率和功率都大大提高，系統(tǒng)的靈活性也進(jìn)一步提升。超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用為5G移動(dòng)通信性能技術(shù)的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。但是，由于該技術(shù)的應(yīng)用使得不同節(jié)點(diǎn)之間的距離大大縮短，也使系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)了這樣或者那樣的問(wèn)題。近年來(lái)，相關(guān)工作人員致力于研究有線回傳的形式，極大地節(jié)省了各種資源，也使得系統(tǒng)的運(yùn)行程序進(jìn)一步簡(jiǎn)化。

3 5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)

與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，5G移動(dòng)通信技術(shù)的無(wú)線覆蓋率更高、資源利用率大大提升、信息的傳輸速度也大大加快，并從較大程度上提供了用戶的體驗(yàn)。因此，5G移動(dòng)通信的研究也受到了廣泛重視。5G移動(dòng)通信技術(shù)將高度重視新型的體系結(jié)構(gòu)的建設(shè)，這也是5G系統(tǒng)發(fā)展的重要方向之一；它充分應(yīng)用無(wú)線傳輸技術(shù)，這比以前的傳統(tǒng)傳輸技術(shù)都要先進(jìn)的多；它十分重視頻譜資源的研究，并積極采取有效措施拓寬頻譜資源。當(dāng)前，全球正處于移動(dòng)通信發(fā)展和變革的關(guān)鍵階段，傳統(tǒng)的移動(dòng)通信模塊發(fā)生了較大的變化，電信設(shè)備也在朝著小型化、虛擬化、分布化的方向發(fā)展，5G移動(dòng)通信面臨著較大的變革。

就當(dāng)前來(lái)說(shuō)，5G移動(dòng)通信技術(shù)還沒(méi)有得到應(yīng)用，這也使得基于5G移動(dòng)通信基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市概念仍然停留在構(gòu)想階段。未來(lái)，5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用將使這一切成為現(xiàn)實(shí)，同時(shí)也會(huì)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)與醫(yī)療安全等領(lǐng)域，創(chuàng)新行業(yè)發(fā)展形式，提高行業(yè)生產(chǎn)效率[3]。另外，5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展勢(shì)必會(huì)在通信領(lǐng)域掀起心的競(jìng)爭(zhēng)熱潮，也會(huì)產(chǎn)生一定的商業(yè)性競(jìng)爭(zhēng)，成為各國(guó)信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的重要方向，也會(huì)給各國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)較大的推動(dòng)力。

我國(guó)將5G移動(dòng)通信技術(shù)的相關(guān)研發(fā)性試驗(yàn)定于2016年到2018年，并分三個(gè)階段推進(jìn)：5G關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)階段、5G技術(shù)方案驗(yàn)證階段和5G系統(tǒng)驗(yàn)證階段。中國(guó)移動(dòng)也與各地區(qū)政府鑒定了“互聯(lián)網(wǎng)+”的合作協(xié)議，并加大資金投入，力求構(gòu)建高效而完善的信息基礎(chǔ)設(shè)施，預(yù)計(jì)2018年5G移動(dòng)通信將在我國(guó)試點(diǎn)應(yīng)用[4]。5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用是未來(lái)通信領(lǐng)域的必然趨勢(shì)，也必然為其他行業(yè)的發(fā)展提供更為有利的條件，提升行業(yè)發(fā)展效率。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，5G移動(dòng)通信可靠性較高、低延時(shí)、低能耗、覆蓋廣等，適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)等系統(tǒng)的發(fā)展要求，也與未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展需求高度一致，也能夠滿足未來(lái)人們對(duì)于各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展要求。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用條件也進(jìn)一步成熟，能夠滿足人們對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的更高程度的發(fā)展需求。但是，當(dāng)前5G移動(dòng)通信技術(shù)還處于理論研發(fā)階段，相關(guān)部門應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，掌握5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)，力求盡早實(shí)現(xiàn)5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用，從而為其他行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]彭景樂(lè).5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的探討[J].中國(guó)新通信，2014，（20）：26-27.

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[3]王佳，李卓，楊柳，李丹雪.5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與關(guān)鍵技術(shù)的探討[J].中國(guó)信息化，2017，（08）：33-34.

Abstract：This paper introduces the connotation and characteristics of 5G mobile communication， analyzes the key technology of 5G mobile communication application， and discusses its development trend. In the future， under the efforts of all parties， 5G mobile communication technology will be greatly developed， and can be applied to all aspects of social life as soon as possible.

Key Words：5G mobile communication；Key technologies；Development trendendprint