淺談無線移動通信的發(fā)展與5G關(guān)鍵技術(shù)

王寶星 吳亞明

（廣東勝通和科技服務(wù)有限公司）

當(dāng)前5G移動通信的發(fā)展速度越來越快，其借助網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的使用，將過去傳統(tǒng)的傳輸方式改變，加快了網(wǎng)絡(luò)信息傳遞的速度，使雙頻雙向的通信目標(biāo)順利實現(xiàn)，將等待信息的時間減少，技術(shù)人員結(jié)合無線傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，對不同的信息進行精準(zhǔn)分辨，在相同條件和4G移動通信相比較，發(fā)現(xiàn)5G通信可以將信息的容載量有效提高。

1 無線通信技術(shù)的發(fā)展歷程

表1是無線通信技術(shù)的發(fā)展歷程，分別以2G、3G、4G通信技術(shù)的出現(xiàn)作為時間分界線來討論。過去的二十年，以手機為代表的無線移動通信技術(shù)得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。移動通信標(biāo)準(zhǔn)從1G發(fā)展到2G、3G，到現(xiàn)在廣泛使用的4G，以及目前開展試驗的5G，通信速度與通信質(zhì)量得到極大的提高，在給人們的生活帶來極大便利的同時也推動了社會的發(fā)展。

表1

2 5G移動通信關(guān)鍵技術(shù)

2.1 適用性良好的無線傳輸技術(shù)

（1）大規(guī)模MIMO無線傳輸技術(shù)。5G移動通信通過對這類技術(shù)的科學(xué)使用，可以提高其通信系統(tǒng)運行過程中的頻譜效率及信號傳輸質(zhì)量可靠性。同時，基于大規(guī)模MIMO無線傳輸技術(shù)的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)，通過對較多天線的使用，增加了系統(tǒng)容量，并實現(xiàn)了空間維度資源的充分挖掘，使其在不增加基站密度和帶寬的情況下，大幅提高系統(tǒng)波譜頻率。另外，通過對該技術(shù)的科學(xué)使用，有利于提高5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力，并且，通過配合使用預(yù)編碼技術(shù)、信道估計與信號檢測技術(shù)，可使移動通信系統(tǒng)在5G時代保持良好的應(yīng)用工況。

（2）基于濾波器組的多載波技術(shù)。5G移動通信系統(tǒng)需要高達1GHz的帶寬來滿足高數(shù)據(jù)速率的需求，而目前常用的OFDM技術(shù)難以利用不連續(xù)的頻譜資源。針對這種情況，若能將基于濾波器組的多載波技術(shù)應(yīng)用于5G移動通信系統(tǒng)中，就能實現(xiàn)對零散頻譜資源的整合利用，并且，在性能可靠的濾波器組的支持下，可以增強該系統(tǒng)運行中的多載波調(diào)制效果。

（3）全雙工技術(shù)。5G移動通信通過對該技術(shù)的科學(xué)使用，有利于實現(xiàn)同時、同頻的雙向通信，從而使該系統(tǒng)作用下的通信效率及質(zhì)量不斷提高，進而為系統(tǒng)資源的高效利用提供科學(xué)保障。同時，通過將全雙工理論合理應(yīng)用于5G移動通信系統(tǒng)的長期運行中，有利于實現(xiàn)對波譜資源的高效利用，使該系統(tǒng)具有良好的應(yīng)用價值，滿足我國經(jīng)濟社會發(fā)展對移動通信系統(tǒng)的多樣化需求。

2.2 高效的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

結(jié)合5G移動通信系統(tǒng)穩(wěn)定運行的要求，在其未來發(fā)展中若能重視無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高效利用，就能保持該系統(tǒng)良好的運行工況及運行效果，促使其在實踐過程中不斷增加應(yīng)用優(yōu)勢。例如，超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、自組織網(wǎng)絡(luò)、軟件定義無線網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)隸屬于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的范疇，實踐中通過對這些技術(shù)的配合使用，可以使5G移動通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點更加接近終端，從而達到增加系統(tǒng)容量的目的。同時，通過對5G移動通信網(wǎng)絡(luò)功能特性及形勢變化的綜合考慮以及對無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高效利用，可以自動實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、維護和故障排除，從而促使移動通信網(wǎng)絡(luò)運行成本降低，全面提升其實踐應(yīng)用水平。另外，基于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的5G移動通信系統(tǒng)通過對網(wǎng)絡(luò)流量及各節(jié)點連接狀況的考慮，針對性地進行系統(tǒng)功能優(yōu)化，從而滿足信號高效傳輸?shù)囊螅涌煸撓到y(tǒng)運行中的響應(yīng)速度。

3 5G移動通信技術(shù)發(fā)展前景

4G的全稱為第四代移動通信和技術(shù)。4G比3G的寬帶更高，可以對質(zhì)量更高的圖像和視頻進行傳輸。4G可以用100Mbps的速度下載，比撥號上網(wǎng)快兩千倍，上傳的速度可以高達20～50MMbps，并可以使基本上全部用戶對無線服務(wù)的要求得到滿足。

4G只是演進，5G則是一種突破性的改變。5G技術(shù)主要是基于物聯(lián)網(wǎng)而產(chǎn)生，其容量更大、所支持的設(shè)備更多、響應(yīng)速度更快。借助智慧物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、可穿戴設(shè)設(shè)備、只能手機，同時5G還在將更廣的連續(xù)覆蓋實現(xiàn)，對更高的移動速率予以支持，其容量預(yù)計是4G的一千倍；4G網(wǎng)絡(luò)主要是為用戶智能手機打造，并未就物聯(lián)網(wǎng)的不同需求展開優(yōu)化，相較于4G，5G網(wǎng)絡(luò)可以支持的設(shè)備高達數(shù)十倍以上，同時具有更低的功耗；運用4G網(wǎng)絡(luò)，用戶不能在手機上實時玩游戲，但運用5G卻能實現(xiàn)此目標(biāo)。5G是低功耗、低時延、大連接、高效率、萬物互聯(lián)創(chuàng)造的一個革命性的新體系，并非簡單的提高速率。在革命性技術(shù)的作用下，管控、業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)均會發(fā)生顯著改變，也會改變產(chǎn)業(yè)。在社會以及科技的不斷發(fā)展下，人們對移動通信技術(shù)的需求越來越強。由于5G移動通信技術(shù)不僅和移動通信技術(shù)的順序發(fā)展相契合，同時相較于4G移動通信技術(shù)，5G的系統(tǒng)安全、覆蓋性能和用戶體現(xiàn)、傳輸延時等方面都得到了顯著提升。今后5G系統(tǒng)還具有網(wǎng)絡(luò)自調(diào)整、自感知以及靈活性等智能化能力，以更好的應(yīng)對今后移動信息社會預(yù)計難度大的快速變化。

4 結(jié)束語

綜上所述，做好5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關(guān)鍵技術(shù)的研究工作，具有重要的現(xiàn)實參考意義，有利于提升我國移動通信實踐的發(fā)展水平，并保持其良好的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展效果，增加移動通信行業(yè)的經(jīng)濟與社會效益。