5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

胡富 詹課

摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)通信的不斷發(fā)展，5G移動通信技術(shù)成為該行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢，其能夠符合互聯(lián)網(wǎng)以及群眾對通訊穩(wěn)定方面的需求，為人們的生產(chǎn)生活提供更加便利的服務(wù)。本文將對5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對此項(xiàng)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的趨勢加以闡述。

關(guān)鍵詞：5G；移動通信技術(shù)；發(fā)展趨勢

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)蓬勃發(fā)展的背景下，我國的通信行業(yè)得到了顯著的發(fā)展和壯大，從以往傳統(tǒng)的2G發(fā)展為3G，到目前社會中普遍應(yīng)用的4G，屬于一個(gè)曲折性上升的歷程。未來5G技術(shù)將成為通訊行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，能夠更加充分的保障通訊的高速和穩(wěn)定，使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能得到大幅度提升，充分滿足群眾的使用需求。

一、5G移動通信技術(shù)的研究現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，5G網(wǎng)絡(luò)正處于研究的重要階段，雖然在部分發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)陸續(xù)開始使用，但是由于技術(shù)水平還不夠成熟，難以實(shí)現(xiàn)大面積的推廣和使用，本文將對目前5G通信技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析。

1.1 高頻段傳輸技術(shù)

5G網(wǎng)絡(luò)的研究主要目的是為了解決現(xiàn)階段對信息傳輸方面提出的新要求，通常來講，在移動通信網(wǎng)絡(luò)中，系統(tǒng)的頻波段將低于3GHz，但是目前來講，該頻率已經(jīng)難以充分符合現(xiàn)代化的需求。隨著智能手機(jī)的推廣和使用，人們利用手機(jī)看視頻、瀏覽新聞等都需要有流量的支持，為了能夠充分符合人們在此方面的需求，使網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率得到顯著的提升，應(yīng)用特殊的材料以及大批量的天線構(gòu)建成一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)整體，以此來實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的傳播。在5G網(wǎng)絡(luò)中，主要是采用高頻段傳輸技術(shù)，將波束賦技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，使網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率得到顯著提升。在未來的5G發(fā)展過程中，如若出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不通暢等，則可以在此區(qū)域設(shè)置多根天線的形式來解決。

1.2 全雙工通信技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，能夠使頻譜技術(shù)變得更加靈活，得到雙倍使用效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在同一頻道和地點(diǎn)的基礎(chǔ)上，實(shí)施雙向通信的目的，使無線資源的利用量得到有效控制。此項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用過程中存在一定的缺陷，主要體現(xiàn)在對自身干擾抵消能力較差，因此在大型MIMO系統(tǒng)中的應(yīng)用還有待于進(jìn)一步的考察和研究后才能夠?qū)崿F(xiàn)。

1.3 直接通信技術(shù)

在5G技術(shù)中，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)用戶的實(shí)時(shí)通訊。為了能夠使該目標(biāo)順利完成，需要利用直接通信技術(shù)，使用戶能夠在5G技術(shù)的支持下，利用不同的設(shè)備完成多個(gè)用戶之間的通信。這樣做不但能夠節(jié)約寶貴的時(shí)間，而且還能夠有效減少能源浪費(fèi)情況。同時(shí)，還能夠促進(jìn)其他技術(shù)作用的發(fā)揮，例如頻譜資源等，進(jìn)而帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在5G通信中，數(shù)據(jù)信息的傳輸數(shù)量和速度都能夠得到顯著的增長。由于其傳播的速度較快，能夠在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較多的數(shù)據(jù)流量，這些需要利用密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)才能夠完成。

1.4 異構(gòu)超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)主要能夠解決在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中存在的布署問題，主要應(yīng)用方式為：利用小區(qū)分裂的方式，將節(jié)點(diǎn)之間的距離半徑縮短，分裂之后空間容納量發(fā)生改變，如若想要使容納空間增加，則需要加入更多的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，進(jìn)而使部署的密度顯著提升。研究發(fā)現(xiàn)，在節(jié)點(diǎn)密度方面，未來將會超過現(xiàn)在的10倍以上，節(jié)點(diǎn)數(shù)與用戶激活的數(shù)量相同，才能夠使數(shù)據(jù)在此網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下得到實(shí)現(xiàn)更加快速的傳輸。

二、5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨勢

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生是為了應(yīng)對未來更多的流量移動數(shù)據(jù)增長、海量的新業(yè)務(wù)、連接海量的設(shè)備。世界的很多國家已經(jīng)就5G移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用需求范圍、能效技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)、頻段、發(fā)展愿景等多方面進(jìn)行深刻的探究，在2015年召開的無線電大會世界研討會上達(dá)成了共識，并且于2016年完成啟動5G移動通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)推進(jìn)。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)在移動通信技術(shù)領(lǐng)域上掀起了一輪激烈的市場競爭熱潮，這也加快了5G技術(shù)研發(fā)的腳步。各國為能夠在5G通信技術(shù)領(lǐng)域競爭中脫穎而出，都把信息技術(shù)作為科技發(fā)展的首要任務(wù)。所以，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的空前發(fā)展會給社會進(jìn)步帶來巨大的推動力。

有業(yè)界人士認(rèn)為，在移動通信網(wǎng)絡(luò)中高頻段的應(yīng)用是必不可少的發(fā)展趨勢。之所以運(yùn)用高頻段移動通信，是因?yàn)樗闹饕獌?yōu)點(diǎn)是相對較高的無線增益、可用寬帶足夠量、天線和設(shè)備呈小型化。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還會采用超密集組網(wǎng)技術(shù)，改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋率使系統(tǒng)容量得到提升，分流系統(tǒng)業(yè)務(wù)，使網(wǎng)絡(luò)部署能夠更具靈活性和高效性，增加頻率復(fù)用。5G的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾?G更加復(fù)雜，因?yàn)樾^(qū)之間會存在互相干擾的現(xiàn)象，這在很大程度上抑制了系統(tǒng)容量的增長，而且網(wǎng)絡(luò)能效也會被降低。所以，消除小區(qū)間的互相干擾、密集小區(qū)協(xié)作、提升終端能力等方案就成為了密集網(wǎng)絡(luò)目前要解決的熱點(diǎn)問題。

在未來的十年里，社會的各個(gè)領(lǐng)域都會應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并構(gòu)建全方位的信息生態(tài)系統(tǒng)把客戶作為中心，4G時(shí)期的信息存在時(shí)空限制，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將會突破這一限制，能夠給用戶帶來極佳的體驗(yàn)效果，給用戶帶來更多的信息資訊。用戶還會明顯感受到5G光纖一樣的速率接入，體驗(yàn)真正的無延時(shí)網(wǎng)絡(luò)速率，更多設(shè)備的無線連接，多場景的連接密度和高移動性的服務(wù)，提升之前的網(wǎng)絡(luò)能效，降低比特成本都是5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)未來的發(fā)展趨勢。

5G的應(yīng)用與發(fā)展在我國受到高度的重視，并且開展了全民研發(fā)工作，與國際的合作也在不斷加強(qiáng)，推進(jìn)機(jī)制也在不斷的完善中。目前，我國對5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的概念和框架組織、標(biāo)準(zhǔn)頻譜、關(guān)鍵技術(shù)等方面都有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。

5G的需求會和以往有很大不同，移動寬帶一直都在被不斷的提升，很多寬帶業(yè)務(wù)也隨之提升，其中最為典型的就是視頻業(yè)務(wù)。足球場一般都會設(shè)有多架攝像機(jī)，以便于能夠在各個(gè)角度拍攝到運(yùn)動員的每一個(gè)動作，如果足球場里的觀眾想要通過自己的移動設(shè)備近距離觀看比賽，那么他們就需要連接移動寬帶，但是如果很多觀眾都在同一時(shí)段連接觀看，那么只有提升寬帶才是正確的解決辦法，這也是5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需要努力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要具備1ms時(shí)延的標(biāo)準(zhǔn)化能力，實(shí)現(xiàn)人和人之間、物和物之間、人和物之間的直接通信，想要實(shí)現(xiàn)這一互聯(lián)，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)是無法實(shí)現(xiàn)的。由此可見，形成全球統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢，因?yàn)檫@種技術(shù)統(tǒng)一會帶來很多優(yōu)勢，例如終端系統(tǒng)設(shè)備的低成本，全球范圍的國際漫游。未來市場上可能會共存多代技術(shù)，出于成本的考慮運(yùn)營商會取締3G、4G網(wǎng)絡(luò)，而5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)會有一個(gè)獨(dú)特的開發(fā)和部署系統(tǒng)，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不是單一的技術(shù)，它是一個(gè)技術(shù)群組。所以，推動5G創(chuàng)新，融合發(fā)展才是5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)未來發(fā)展的真正需要。

三、結(jié)束語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通迅行業(yè)得到了顯著的發(fā)展和壯大，5G技術(shù)成為未來發(fā)展的主要方向和趨勢。但是，此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展也將遇到諸多阻礙。對此，應(yīng)認(rèn)真吸取2G、3G、4G技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，使自身的功能不斷完善，發(fā)揮關(guān)鍵技術(shù)在該行業(yè)中的積極作用，使我國能夠?yàn)閲H貢獻(xiàn)出更多的科技成果，在引領(lǐng)5G技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)合作共贏。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：廣州杰賽科技股份有限公司）