移動通信技術未來發展趨勢的研究

姜啟良

廣東省電信規劃設計院有限公司，廣東 廣州 661199

移動通信技術未來發展趨勢的研究

姜啟良

廣東省電信規劃設計院有限公司，廣東 廣州 661199

移動通信技術的發展反映了人們對無線通信網絡的需求。隨著社會進步與人們生活水平的提高，移動通信技術不斷升級換代以滿足人們多方面需求。目前4G與3G相比在數據傳輸速度、質量上有了質的提高，然而面對技術的瓶頸及新需求的產生，5G移動通信系統是未來發展趨勢。基于此，在分析移動通信系統新需求的基礎上，對未來5G移動通信技術的特征進行了分析，并對5G發展過程中的關鍵技術問題及發展趨勢進行了系統研究，以期為5G系統的研究與發展提供理論借鑒。

移動通信；5G；特征；關鍵技術

隨著移動互聯網的快速發展以及人民生活物質水平的提高，用戶對無線通信網絡數據傳輸系統的要求越來越高。每一次移動通信系統的升級都是基于一定的客戶/業務需求而產生的。第一代移動通信系統的產生蜂窩系統理論之后，源于人們對無線移動通話的需要；第二代蜂窩移動通信系統（2G）源于人們對移動通話質量提高的需求[1]；第三代移動通信系統（3G）在互聯網技術快速發展背景下產生，其源于人們對無線移動網絡互聯網業務的需求；目前4G與3G相比在數據傳輸速度、質量上有了質的提高，其源于人們對移動網絡服務質量的需求。用戶不斷產生的需求推動移動通信技術不斷向前發展，目前各國專業人員已經著手對傳輸速度更快、效率更高的5G移動通信網絡展開研究。

1 移動通信網絡的新需求

未來移動通信網絡的服務情景主要針對住宅、工作、交通及娛樂等各種場所，其涵蓋的場景方方面面，不同場景的特征對移動通信網絡提出了不同的需求，根據這些需求，國內外科研組織對新一代移動通信移動（5G）開展研究。未來移動通信網絡的需求場景可以概括為以下幾類：第一，熱點容量較高的場景，主要針對局部流量密度較高的場景提供高質量的數據傳輸速率；第二，低延遲場景，主要針對移動交通、工業控制等行業，提供低延遲的通信服務；第三，連續覆蓋場景[2]，為最基本的通信場景，為客戶提供持續無縫的通信服務；第四，低功耗場景，主要為大型終端提供低功耗、低成本的通信服務。

2 5G移動通信系統的特征

根據5G移動通信系統產生的目的及背景，相對于傳統移動通信網絡，其應該具有以下特征：

（1）數據流量顯著增長。據移動行業業界預測，在未來十年中，世界移動數據流量將提高數百至上千倍，因此，屆時5G移動通信系統的吞吐量能力必須相應進行增強。

（2）聯網設備數目的增長。伴隨智能終端與物聯網的不斷發展，21世紀20年代初，移動通信系統聯網設備可達上千億，這就要求5G網絡單位的覆蓋面積內可支持的設備數量必須進行相應提高[3]。

4G網絡的應用在很大程度上改變了人們的工作及生活方式，在今后的移動通信技術發展中，5G移動通信技術不僅要在無線覆蓋范圍、系統安全性、傳輸速度與質量、人機交互性等多方面進行技術升級，而且需要解決通信頻率資源、系統吞吐率、智能化等多方面的問題。

3 5G移動通信系統關鍵技術分析

3.1 高頻傳輸技術

目前移動通信系統頻段范圍集中于3 GHz以下。隨著用戶數量的增多，對流量的需求也在不斷擴大，因此目前的頻率資源無法滿足用戶的新需求，頻譜資源問題是5G系統需要解決的重要問題。5G移動通信系統需要將高頻譜利用率提高至目前的10倍以上，利用新型技術方案提高無線信號能力，5G移動通信系統需要在提高網絡覆蓋率的同時兼顧環保要求。

3.2 直接通信技術

未來5G移動通信技術可以將不同通信設備連接進行直接通信，有效降低延遲與能耗，將頻譜資源的作用發揮到最大。然而如果將目標設定為數據流量提高至4G的千倍以上，這就需要5G移動通信網絡依靠密級的網絡技術來實現[4]。

3.3 全雙工技術

與目前移動通信系統相比，5G移動通信全雙工技術在關注雙向傳輸技術的同時，也包含了同頻傳輸的雙向傳輸技術。5G系統的全雙工將使頻譜效率大大提高，擺脫傳統頻譜資源的限制，其優點在于波頻利用率高、數據挖掘能力強的特點，同頻全雙工技術對常規FDD技術與TDD技術進行了改良，使頻譜效率實現了一倍以上的提升。在實際組網中，由于導頻污染限制，同時與同頻全雙工技術不宜應用在多天線場景，因此5G技術仍面臨全雙工技術挑戰，在后續研究中需要融合組網與資源分配技術等多方面內容，從而進一步提高全雙工技術的實用性。

4 結語

隨著社會進步與人們生活水平的不斷提高，人們對移動通信系統的要求也在不斷進步。從第一代移動通信系統發展至第四代移動通信系統，體現了技術升級換代的同時也體現了人們對通信業務不斷產生的新需求。5G移動通信技術是未來發展的趨勢，本文在分析移動通信系統新需求的基礎上，對未來5G移動通信技術的特征進行了分析，并對5G發展過程中的關鍵技術問題及發展趨勢進行了系統研究，以期為5G系統的研究與發展提供理論借鑒。

[1]趙國鋒，陳婧，韓遠兵，徐川. 5G移動通信網絡關鍵技術綜述[J]. 重慶郵電大學學報（自然科學版），2015（4）：441-452.

[2]張華. 移動通訊技術未來的發展趨勢[J]. 中國新通信，2014（15）：42-43.

[3]尤肖虎，潘志文，高西奇，曹淑敏，鄔賀銓. 5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術[J]. 中國科學：信息科學，2014（5）：551-563.

[4]王金旺. 未來移動通訊發展趨勢分析[J]. 電腦知識與技術（學術交流），2007（13）：124.

Research on the Future Development Trend of Mobile Communication Technology

Jiang QiLiang
Guangdong Telecom Planning and Design Institute Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 661199

The development of mobile communication technology reflects the demand of wireless communication network, with the progress of society and the improvement of people’s living standard, mobile communication technology continues to upgrade to meet the various needs of the people. At present, the fourth generation mobile phone Act (4G) and 3G compared to a qualitative improvement in the speed of data transmission, quality, but in the face of technical bottlenecks and new requirement, the 5G mobile communication system is the development trend in the future.Based on the analysis of the new requirements of the mobile communication system. The characteristics of the future 5G mobile communication technology is analyzed, and the key technical problems in the process of 5G development and development trend are studied, in order to provide a theoretical reference for the research and development of 5G system.

mobile communication; 5G; characteristics; key technologies

TN929.5

A

1009-6434（2017）3-0021-02