5G移動通信關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢

文/黎小花

1 5G 移動通信技術(shù)概述

第五代移動手機通信標準，也稱第五代移動通信技術(shù)，外語縮寫：5G。5G移動技術(shù)是4G通信工程技術(shù)的延伸，目前正處于研究階段，預計2020年將在投入使用，5G網(wǎng)絡的理論下行速度為10Gb/s（相當于下載速度1.25GB/s），它不是采用單一的無線接入技術(shù)，也不都是全新的無線接入技術(shù)，而采用的是新的無線接入技術(shù)和現(xiàn)有無線接入技術(shù)的高度融合。所以說5G移動通信技術(shù)4G的升級版技術(shù)，在通過使用壓縮等若干技術(shù)后，其應用頻率大優(yōu)于4G通信技術(shù)；在信息的傳播與處理方面，也比4G縮短了將近10倍；它的信息存儲能力也遠大于4G。

2 5G移動通信的基本特點

2.1 網(wǎng)絡速度高

5G移動通信技術(shù)首先要解決的問題就是速度問題。只有網(wǎng)絡速度大大提升，用戶體驗與感受才會有較大提高，網(wǎng)絡才能面對VR/超高清業(yè)務時不受限制。通過研究，5G網(wǎng)絡的理論傳輸速率可達10Gbps，這意味著用戶使用手機可以在不到一秒時間內(nèi)即可下載一部高清電影。

2.2 網(wǎng)絡全覆蓋

5G通信技術(shù)中的最基本的特點就是網(wǎng)絡全覆蓋即泛在網(wǎng)，指在我們的生活的每一個角落都有網(wǎng)絡存在。比如目前我們?nèi)サ揭恍┑叵律虉鰰l(fā)現(xiàn)沒有移動網(wǎng)絡信號或4G信號很差，那么就會導致我們的一些業(yè)務無法開展，所以只有提高網(wǎng)絡的覆蓋面才能支持更加豐富的業(yè)務，才能在復雜的場景上使用，而5G采用大量的小型基站形成密集網(wǎng)絡，這樣就可以覆蓋大基站無法觸及的末梢通信。

2.3 能量消耗低

5G通信技術(shù)要想應用在智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標的場景，就必須把功耗降下來之后。而且5G技術(shù)要想應用在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)品中，也只能把功耗降下來，讓大部分物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品一周充一次電，甚或一個月充一次電，才能大大改善用戶體驗感，從而促進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的快速普及。

2.4 傳輸時延低

5G使用全雙工通信技術(shù)，所以數(shù)據(jù)傳輸時延大地降低了。目前4G通信系統(tǒng)的往返時延是15ms，其中1ms用于基站給用戶分配信道和接入方式產(chǎn)生的必要信令開銷。雖然現(xiàn)在4G技術(shù)的15ms相對于絕大多數(shù)服務而言，已經(jīng)是很夠用了，但隨著科技發(fā)展，之后興起的一些設(shè)備需要更低的延遲，例如移動云計算和可穿戴設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，4G技術(shù)就無法滿足了，所以就必須要有更低延遲的技術(shù)，而只有采用5G技術(shù)才能達到目的。

3 5G移動通信關(guān)鍵技術(shù)

3.1 多天線技術(shù)

多天線技術(shù)中的大規(guī)模MIMO技術(shù)不僅能夠在不增加頻譜資源的情況下降低發(fā)射功率、減小小區(qū)內(nèi)以及小區(qū)間干擾，還能實現(xiàn)頻譜效率和功率效率在4G 的基礎(chǔ)上再提升一個量級，該項技術(shù)走向?qū)嵱没闹饕款i問題是高維度信道建模與估計以及復雜度控制。

3.2 全雙工(full duplex) 技術(shù)

全雙工技術(shù)（Full Duplex）是通信傳輸?shù)囊粋€術(shù)語，即允許同一在傳輸線路的兩個方向上同時傳輸數(shù)據(jù)，它的傳輸能力相當于兩個單工通信方式的結(jié)合。5G技術(shù)中的全雙工技術(shù)得益于其強大的自干擾消除技術(shù)，真正的全雙工通信成為可能，無線頻譜效率大大提高，時延也大幅縮短，因此如果能夠?qū)⒆愿蓴_消除技術(shù)完美地應用，那無疑將是無線產(chǎn)業(yè)的一次顛覆性創(chuàng)新。

3.3 D2D技術(shù)

D2D即Device-to-Device，也稱之為終端直通。D2D通信技術(shù)是指兩個對等的用戶節(jié)點之間直接進行通信的一種通信方式。在由D2D通信用戶組成的分散式網(wǎng)路中，每個用戶節(jié)點都能發(fā)送和接收信號，并具有自動路由(轉(zhuǎn)發(fā)消息)的功能。D2D 技術(shù)能夠讓移動終端在使用通信功能的時候一定程度上擺脫依靠基站信號覆蓋面積的大小。

3.4 云計算技術(shù)

云計算是是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務的增加、使用和交互模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云計算的“云”就是存在于互聯(lián)網(wǎng)上的服務器集群上的資源，它包括硬件資源（服務器、存儲器、CPU等）和軟件資源（如應用軟件、集成開發(fā)環(huán)境等），本地計算機只需要通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送一個需求信息，遠端就會有成千上萬的計算機為你提供需要的資源并將結(jié)果返回到本地計算機，這樣，本地計算機幾乎不需要做什么，所有的處理都在云計算提供商所提供的計算機群來完成。

4 5G移動通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

5G技術(shù)不僅僅是移動通信技術(shù)的升級換代，更是未來數(shù)字世界的驅(qū)動平臺和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施。5G移動通信技術(shù)的應用，將打破空間的局限，致力于應對未來爆炸式的移動數(shù)據(jù)流量增長、海量設(shè)備連接、不斷涌現(xiàn)的各類新業(yè)務和應用場景，同時與行業(yè)深度融合，滿足垂直行業(yè)終端互聯(lián)的多樣化需求，打造“萬物互聯(lián)”的新世界。

5 結(jié)束語

總的來說，5G移動信技術(shù)比4G技術(shù)更快、更好，是迄今為止最為先進的技術(shù)，是未來網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢。5G移動通信技術(shù)相對于傳統(tǒng)的通信技術(shù)具有絕對的優(yōu)勢。