淺析4G-5G移動通信技術的發展前景

張嶺

摘要：本文首先對4G在我國的發展現狀進行分析，然后對4G-5G移動通信技術的發展前景進行探討，希望為相關人士提供有價值的參考。

關鍵詞：4G;5G;移動通信技術;發展前景

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）12-0015-02

移動通信技術的發展，給人們的生活帶來了翻天覆地的變化，移動通信技術對人們之間的交流進步具有重要的影響，是實現我國全球一體化的重要舉措，現階段我國已經對第五代移動通信技術進行了初步的探索，在中國5G的整體節奏中，5G的目標網要實現D頻段的100M+C頻段100M，從而共同共筑5G時代的網絡競爭力，并且在5G技術中，要提前部署2.6G 3DMM，以此來解決當前的4G容量，升級5G，將其作為5G的覆蓋層，保障我國可以順利的向第五代通信技術進行過渡。由此可見，對4G到5G--移動通信技術的發展前景進行探討具有重要的現實意義。

1 4G通信技術的發展現狀

4G通信技術也被稱為第四代通信技術，第四代通信技術集3G與WLAN為一體，可以在一定程度上實現數據、音頻、視頻的快速傳輸，比以往我國家用的ADSL家用寬帶快25倍，第四代通信技術是在數據通訊、多媒體業務的背景下產生的，我國是在2001年開始研發4G技術，在2011年正式的投入使用，截止到2015年底，我國4G用戶總數達到3.8億，發展到現在第四代通信技術中包括正交頻分復用、調制與編碼技術、智能天線技術、MIMO技術、軟件無線電技術、多用戶檢測技術等核心的技術。

正交頻分復用是在無線環境下的一種道速傳輸技術，可以將頻域中的定信道劃分為多個正交子信道，每個子信道在調制時，都使用一個子載波進行調制，在傳輸時，各個子載波進行平行的傳輸。調制與編碼技術技術是第四代通信技術的一種新型調制技術，該技術可以保障終端電池的耐久性，提高頻譜的利用率。智能天線技術可以對干擾信號進行抑制，并且可以自動的跟蹤數字波束，該技術是移動通訊技術的關鍵。MIMO技術也被成為多輸入多輸出技術，主要是利用分立式多天線，將空間進行分集，將通信鏈路進行分解，使其呈現出多個并行的子信道。軟件無線技術，軟件無線技術實質上就是利用硬件平臺，對標準化、模塊化的硬件功能單元進行加載，使其成為一個新技術，該技術是一種開放式的結構[1]。

4G移動通信技術具有的優勢有很多，主要體現在以下幾方面，首先4G移動通信技術的數據傳輸速率較快，可以達到100Mbit/s，與3G通信技術相比，是其20倍。其次，4G通信技術具有較強的抗干擾能力，可以利用正交分頻多任務技術，進行多種增值服務，防止信號對其造成的干擾。最后，4G通信技術的覆蓋能力較強，在傳輸的過程中智能性極強。但是在4G技術發展的進程中，也存在許多亟待解決的問題，首先就是第四代通信技術的容量有限，雖然4G技術的信息傳輸速率較快，但是系統容量受到限制，隨著手機等智能化設備的廣泛普及，4G手機的運行速度將會越來越慢，這就成為5G技術發展的主要推動力[2]。其次，4G通信技術設備更新速度較慢，這就在一定程度上阻礙了4G移動通信技術占領市場的速度，這時一旦5G技術興起就會對其進行取代。

2 4G-5G移動通信技術的發展前景

在2017年8月，德國電信與我國的華為進行了聯合，部署出新的空口連接，即3GPP標準的5G新空口，該空口為6G（3.7GHZ），可以支持多個場景，時延比秒毫級更低，并且這種端口采用的是獨立組網結構，可以為用戶提供一個實時在線的體驗。目前在國家電線組織的第78次會議上，正式的發布了這一版本，并將其作為首發商用部署的5G標準。

5G移動通信技術是我國2010年以后發展的第五代通信技術，5G通信網絡與4G網絡相比，傳輸速度更快，理論上是4G移動通訊技術的數百倍，并且5G技術的誕生，人們在智能終端也可以對電影、游戲等進行分享。在5G的整體節奏上，不僅需要解決4G的容量問題，同時還要注意幾點問題[3]：（1）在3.5GHZ+上下行解耦上，可以在原主城區站點上，補充一倍的站點。（2）要提前對桿站資源進行儲存，將其作為5G的儲備站點，將5G的覆蓋區域進一步增強。（3）需要對當前數字化室分進行改造，為5G移動通信技術的發展奠定基礎，在對數字化室分進行改造時，可以采用圖1所示的方案。

5G移動通訊技術與4G移動通訊技術相比，需要進行以下的技術創新。首先，5G技術需要使用512-QAM、1024-QAM的數據壓縮密度調制，突破4G移動通信技術256-QAM、64-QAM的解調限制，從而有效的提高其傳輸效率。除此之外，我國需要需要改變4G移動通信技術的低頻段，將以往的900MHZ、1600MHZ、2600MHZ替換成28GHX毫米波進行通信，這種毫米波通信的頻段較高，將其應用在軍用機械或者測速拍照上，頻譜寬度與之前相比更高，更容易顯示出連續的頻譜。其次，在5G通信技術中要注意大帶寬多天線的構建，大帶寬多天線是提高5G移動通信技術的傳播速率的關鍵，在大帶寬天線中，需要增強多天線的3D-MIMO，新增結構Self-Contain[4]。再次，在5G移動通信技術中，需要應用一些新材料，例如，GaN氮化鎵、GaAs砷化鎵材料的RF射頻天線、功率放大器，這些設備的使用不僅可以提高能源的利用效率，同時還可以節約設備的電能，符合我國資源節約的理念。最后，需要對5G移動通訊技術的網絡延遲時間進行控制，具體的網絡延遲時間不能超過1秒，以此來滿足我國工業物聯網、商用無人機等新型技術的發展需求。

目前，三星手機在5G移動通信技術上已經取得了一定的進展，這就為全球第五代網絡技術的研發提供了推動力，全球為了搶占市場先機，許多國家都已經開始投入了大量的資金進行網絡技術的研發，三星在5G移動通訊網絡技術上取得的進展，加速了國與國之間的研發競爭。 5G在28GHz的波段下，已經達到了1Gbps，已經以往4G傳輸速率75Mbps相比，三星電子的64個天線單元已經攻破了傳輸瓶頸。5G移動通信技術是第四代移動通訊技術的升級，在功能上，5G移動通訊技術在傳輸速率上可以實現10Gbps，這就標志著，人們在下載一個高清的視頻時，可以在一秒中瞬間完成，在智能設備方面，5G網絡，可以同時支撐不同的設備進行工作，除了人們日常使用的手機之外，5G網絡也可以支持智能手表、智能家具的使用，例如，鳥巢的室內恒溫器等。不就的將來，我國每一個居民都可以擁有多臺設備為其服務[5]。

在網絡連接上，5G網絡將以往端到端性能的性能進行改善，確保收集與服務器之間連接的緊密性，人們在觀看視頻、圖片、網頁時，不會因為網絡連接差出現卡頓的現象。但是目前我國5G網絡在構想階段的車聯網、物聯網、智慧城市、無人機網絡等概念將變為現實[6]。在電池壽命上，5G移動通信技術可以有效的提高電池的耐久性，現階段我國在使用智能設備時，在后臺上經常會運行一些小的應用程序，這些應用程序在運行的過程中就會蠶食電池的電量，在第五代移動通訊中，將會處理好這一問題，以此來提高電池的使用壽命。

3 結語

綜上所述，4G到5G--移動通信技術具有良好的發展前景，我國技術研發部門應該引起重視，首先需要對4G通信技術的發展現狀進行分析，充分掌握現階段通信技術的優勢與問題，然后提出一些設計構想，從而為5G網絡的發展奠定良好的基礎。

參考文獻

[1]周相鈺，祝陶美.5G通信在城市軌道交通的應用[J].信息通信，2018（9）：169-172.

[2]周新華，馬進，張大偉.FDD-LTE與TD-LTE網絡融合淺析[J].網絡安全技術與應用，2018（8）：67-68.

[3]刁興玲，甄清嵐.SPN多廠家互聯互通演示引爆業界5G承載多方案需協同發展[J].通信世界，2018（25）：44-45.

[4]楊驊.全球5G標準、頻譜規劃與產業發展素描[J].中國工業和信息化，2018（5）：22-33.

[5]東南大學-是德科技5G通信技術聯合研究中心正式成立[J].國外電子測量技術，2017，36（8）：17.

[6]黃海峰.2017年無線通信趨勢：IoT、5G技術商用成焦點[J].通信世界，2017（1）：46-47.

Brief Analysis of the Development Prospect of 4G-5G Mobile

Communication Technology

ZHANG Ling

（Zibo Branch of China Mobile Communications Group Shandong Co.， Ltd. Network Department ， Zibo Shandong? 255000）

Abstract：This paper first analyses the current situation of the development of 4G in China， and then discusses the development prospects of 4G-5G mobile communication technology， hoping to provide valuable reference for relevant people.

Key words：4G; 5G; mobile communication technology; development prospects