5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)的思考

段巍 國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局通信發(fā)明審查部移動(dòng)通信處

引言：5G移動(dòng)通信實(shí)際上也就是第五代移動(dòng)電話通信標(biāo)準(zhǔn)，相比于前四代移動(dòng)通信技術(shù)，5G移動(dòng)通信對(duì)之前的通信技術(shù)進(jìn)行了整合，具有著峰值速率高、覆蓋范圍、安全性高等優(yōu)勢(shì)，因此，對(duì)于5G移動(dòng)通信的應(yīng)用已經(jīng)成為了未來移動(dòng)通信的必然趨勢(shì)。

1 未來5G移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)

隨著無線移動(dòng)通信系統(tǒng)帶寬和能力的提升，面向個(gè)人和行業(yè)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用快速發(fā)展，無線移動(dòng)通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)將會(huì)實(shí)現(xiàn)更深層次的融合，而物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、軟件技術(shù)等領(lǐng)域也將更快的發(fā)展起來，從而為我國5G移動(dòng)寬帶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供支撐，而在這一整體趨勢(shì)下，5G移動(dòng)通信的商用也會(huì)具有更為良好的基礎(chǔ)條件。而從具體上來看，5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展同時(shí)也意味著更好的移動(dòng)通信效果，因此一旦5G移動(dòng)通信得到廣泛應(yīng)用，人類在萬物互聯(lián)的方向上將邁出重要的一步，也就是說，移動(dòng)通信技術(shù)會(huì)在工作學(xué)習(xí)、休閑娛樂、社交互動(dòng)、工業(yè)生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)深入融合。在這一背景下，未來社會(huì)的消費(fèi)形態(tài)會(huì)更加豐富，用戶的體驗(yàn)需求會(huì)更高，很多新的產(chǎn)業(yè)、業(yè)態(tài)也會(huì)隨之誕生。同時(shí)，在5G移動(dòng)通信的支持下，信息化和工業(yè)化會(huì)產(chǎn)生更加密切的聯(lián)系，并因此發(fā)生深層次的產(chǎn)業(yè)變革，這樣一來，5G移動(dòng)通信技術(shù)將會(huì)應(yīng)用于研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等各個(gè)產(chǎn)業(yè)中，并使研發(fā)、設(shè)計(jì)、營銷、等環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出數(shù)字化、智能化、協(xié)同化的發(fā)展趨勢(shì)，而工業(yè)生產(chǎn)管理也會(huì)更加智能化并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的信息共享。

2 5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)分析

作為前四代移動(dòng)通信技術(shù)的集合，5G移動(dòng)通信技術(shù)的技術(shù)應(yīng)用是非常復(fù)雜多樣的。首先在信號(hào)覆蓋方面，5G移動(dòng)通信采用了密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如圖1。這種密集的網(wǎng)絡(luò)部署不僅大大提高了系統(tǒng)容量，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)的分流，從而使網(wǎng)絡(luò)部署變得更加靈活，這對(duì)于信號(hào)全覆蓋以及1000倍流量的實(shí)現(xiàn)是非常關(guān)鍵的。而在傳輸技術(shù)方面，由于前幾代移動(dòng)通信技術(shù)的傳輸效率一直在30Hz以下，因此傳輸空間十分擁擠，傳輸速度也比較慢，為解決這一問題，5G移動(dòng)通信采取了高頻段傳輸，對(duì)高頻段的豐富頻譜資源進(jìn)行了充分利用，從而使頻譜資源緊張的問題得到了很好的緩解，而傳輸速度也因此而大大提高。另外，高頻段傳輸不僅使得短距離通信變得高速化，同時(shí)還使得系統(tǒng)具有了充足可用帶寬、小型化的天線與設(shè)備以及較高的天線增益，這些對(duì)于通信傳輸也是非常有利的。其三，5G移動(dòng)通信還實(shí)現(xiàn)了同時(shí)同頻全雙工技術(shù)。這種技術(shù)使得通信收發(fā)雙方能夠在相同的頻譜上同時(shí)進(jìn)行發(fā)射和接收信號(hào)，相比與傳統(tǒng)雙工方式，不僅空口頻譜效率大大提高，同時(shí)也突破了傳統(tǒng)雙工方式在頻譜資源使用上的限制，使得頻譜資源的使用變得更加靈活。其四，5G移動(dòng)通信還采用了一種基于集中化處理、協(xié)作式無線電與實(shí)時(shí)云計(jì)算構(gòu)架的綠色無線接入網(wǎng)構(gòu)架。這種新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比于線型的網(wǎng)絡(luò)扁平化架構(gòu)具有著減小干擾、降低功耗、提升頻譜效率等多種的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其智能化的集中處理也為維護(hù)運(yùn)營工作提供了很大的便利，這對(duì)于維護(hù)運(yùn)營成本的控制是非常有利的。然而需要注意的是，5G移動(dòng)通信雖然采用了多種關(guān)鍵技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)通信在信號(hào)覆蓋、傳輸效率等多方面的提升，但目前由于目前很多關(guān)鍵技術(shù)仍不夠成熟，因此也存在著一定的弊端，如雙全工技術(shù)需要極高的干擾消除能力、高頻段傳輸容易受氣候環(huán)境影響等，而這也是未來5G移動(dòng)通信需要解決的主要問題。

圖1 5G超密集網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3 結(jié)束語

總而言之，5G移動(dòng)通信的發(fā)展雖然在目前仍屬于初級(jí)階段，但其在時(shí)效性、安全性、穩(wěn)定性等方面的優(yōu)勢(shì)卻使得其在未來的廣泛應(yīng)用已經(jīng)成為了必然，因此，我們必須要立足于長期發(fā)展，對(duì)5G移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)行深入研究與探索，從而在未來的移動(dòng)通信競(jìng)爭中占據(jù)先機(jī)。