5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術

莫非

摘要：5G移動通信是當前廣泛使用的4G移動通信的進一步延伸，現階段，5G應用場景被劃分為物聯網領域與互聯網領域，5G移動通信關鍵技術的研究可以讓我國未來移動通信系統發展需求得到滿足，對于工業互聯網、物聯網等多種領域的進一步發展具有促進作用。鑒于此，本文主要分析探討了5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術，以供參閱。

關鍵詞：5G移動通信；發展趨勢；關鍵技術

在移動通信技術由2G、3G再發展到當前的4G技術，已取得突破性的成就，而且其應用的不同階段都有各自的技術特點。尤其受4G通信技術為人們帶來更多便利的背景下，5G移動通信技術以其自身的關鍵技術與優勢成為被期望與被關注的主要內容。因此對5G移動通信關鍵技術及發展趨勢的分析具有十分重要的意義。

1、5G通信技術的特點分析

在5G移動通訊中，不僅僅是對技術的革新，也要改變用戶的使用體會以及網絡的吞吐率，從而增加通信發展的速度，增加人們對于通信技術的認可度及使用度。在5G通信技術中，相比于4G、3G移動通信發展而言，5G通信技術更關注的是點對點的信息數據傳送技術，從而促使其改變成為多點通信、多用戶聯合通信以及多小區組網聯合通信。相比于原有的移動通信技術，5G注重的是其覆蓋面，廣闊的覆蓋面促進人們以及社會的發展，在室內與室外能夠擁有同樣的通信信號。5G的室內信號會較強，便于人們的通信要求及網絡使用要求，方便了人們的生活。當前的通信技術可以進行增強，擴大高頻段資源的應用分為，彌補相關通訊的缺點，使其具有較強的穿透水平。在5G的通信建設中，穿透力方面會得到極大的重視。同時，在5G的移動通信中，相關通信單位的成本會在一定程度下進行降低，使技術更趨于合理化，通信單位可以依照網絡的使用情況對網絡資源進行分配，提升用戶的體驗感。

2、5G移動通信系統的發展趨勢

5G移動通信系統是4G網絡通信系統后的新一代通信系統，與上一代移動通信技術相比，其在系統安全性、用戶體驗以及無線覆蓋性能方面都有顯著的提升，此外其還具有自動化調整的能力，從而能夠更好的適應時代的發展。目前，5G移動通信系統已經成為各個國家研究的重點內容，根據目前業內對于5G移動通信系統的分析，認為其將在目前4G移動網絡的基礎上實現無線傳輸技術的更新，并且通過引進新的體系結構和智能化技術，極大的提升其系統的吞吐能力。通過分析認為，5G移動通信技術有以下幾方面的發展趨勢：（1）為用戶提供更好的體驗，提升其在在網絡平均吐速率、傳輸時延等能力，為虛擬現實、3D、交互式游戲等新興移動業務提供更加有效的支撐。（2）通過對體系構架進行進一步的研究來提升系統的性能，探索以多點、多用戶、多天線、多小區協作組網方式。（3）研究并提高5G室內無線覆蓋性能。（4）提高高頻段波譜資源的利用率。（5）實現網絡資源的實時調節，促進資源利用率的提升，有效的降低運營成本。

3、5G移動通信系統的關鍵技術

3.1無線傳輸技術

（1）大規模MIMO技術。MIMO技術所帶來的好處主要有：大規模MIMO的空間分辨率與現有的相比已經得到了很大程度的加強。在這種情況下，它能夠進一步地挖掘空間，對其維度進行把握，使得不同的用戶能夠在同一時間自由進行通信，從而能夠不需要增加基站密度就可以實現頻譜效率的提高。此外，在大規模的MIMO中可以將波束集中在很窄的區域內，從而能夠大幅度地降低干擾，同時也能夠提高功率。目前，在對MIMO技術的研究中，仍舊發現了一些不足。例如，由于傳輸方案基本采用的是TDD系統，在這些系統中，所使用的基本上都是單天線，這就導致它的數量遠遠小于基站天線的數量，使得導頻數量會隨著用戶的增加而不斷增加。（2）基于濾波器組的多載波技術。5G移動信息系統中，基于濾波器組的多載波技術可以解決很多問題，目前通信系統所使用的OFDM技術雖然在對抗多徑衰落、頻譜效率方面有一定的優勢，但其對于無線傳輸系統大范圍帶寬中的一些空白頻譜的缺乏應用能力。FBMC技術作為5G移動通信系統多載波方案的重要選擇，吸引了越來越多人的研究興趣由于在FBMC技術中，多載波性能取決于原型濾波器的設計和調制濾波器的設計，而為了滿足特定的頻率響應特性的要求，要求原型濾波器的長度遠遠大于子信道的數量，實現復雜度高，不利于硬件實現。5G移動通信發展符合要求的濾波器組的快速實現算法是FBMC技術重要的研究內容。

3.2無線網絡技術

（1）自組織網絡技術。在傳統的系統中，其運行維護工作、網絡部署工作都需要人力完成，所以在推廣5G移動通信的過程中，需要更多的人力。根據相關統計，各大運行商在對通信系統進行維護時，會消耗大約為70%的成本，同時在科技進步的背景下，人工方式無法滿足工作效率的需求，加之其成本較高，甚至不能發揮5G移動通信的優勢。為了解決這一問題，減少工作中產生的人工失誤問題，就需要將先進的技術方式應用其中，即自組織網絡技術，以此來彌補人工的不足。5G移動通信系統的應用，其系統、技術都具有較明顯的復雜性特征，其管理工作也具有較大的難度，由此能夠發現自組織網絡技術的優勢。在5G移動通信中，包含了很多異構網絡，而這一現象就會增加節點的復雜性，以自組織網絡技術為基礎，可以提高5G移動通信系統的自配效率、優化程度等。例如：受低功率節點對鄰區關系的影響，其自身的結構就會具有更多的復雜性，而將自組織網絡技術應用在工作中，能夠將超密集網絡情景、隨機部署為切入點，提高5G移動通信網絡系統的自配效率，避免對鄰區關系產生影響，工作人員通過對雙連接模式的操作，減少切換目標小區的頻率，進一步強化管理效果。（2）超密集異構網絡技術。超密集異構網絡技術指的是對比當前無線傳輸技術中的低功率節點部署，其密度將會得到明顯提升，這種技術的應用可以讓站點距離得到縮短，進而擴大支持用戶范圍，據估算，在應用此種技術后，1km2內可以支持的用戶多達25000個，進而提升用戶的服務體驗。

4、結束語

總之，在當前移動通信技術不斷發展的趨勢下，5G技術的應用必然是未來一段時間內移動通信技術的主流選擇。在發展5G技術的過程中，要吸收以往2G技術、3G技術以及4G技術的發展經驗，對于5G技術中的關鍵技術進行深入的研究和探索，從多個角度來分析和推進5G技術研究的腳步。

參考文獻：

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（作者單位：中國移動通信集團天津有限公司）