5G移動通信技術及未來發展趨勢展望

王蘭芹 羅洋

摘要：5G的競爭不僅僅是通信領域的競爭，更被視為國家、地區間產業與經濟的競爭，5G是打通各行業進入信息化革命的良好機會。本文文章通過對分析5G技術發展現狀及特點的分析，對5G網絡關鍵技術及發展趨勢進行了展望。

關鍵詞：通信技術;5G技術;發展趨勢

中圖分類號：TN929.5 ? ? ? 文獻標識碼：A

當今時代是網絡信息化的時代，各式各樣的智能設備涌現并得到了廣泛的應用，同時推動了移動通信事業的迅猛發展。5G技術的出現更是為移動通信事業的發展打了一劑強心針，它將徹底改變當前許多行業的運行模式，為人們帶來更大的便利。同傳統的通信技術相比較而言，5G技術在各個方面都具備突出的特點，比如新型網絡架構、靈活的頻譜共享技術、傳輸速度快、傳輸穩定性強、時延短等方面。5G技術消除了網絡世界和現實世界時間的隔閡，為我們帶來了更加新奇的體驗。

1 5G技術目前發展情況

由于我國科學發展起步較晚， 4G技術的水平就與發達國家的水平相比有相當大的差距，使得所以我國通信運營的成本較高。5G時代來臨之際，以華為、中興為代表的公司憑借著對新技術不斷的探索，在這一領域取得了巨大的進步。從人與人的互聯到物聯網，再發展為萬物互聯。在5G領域當中，美國憑借著其在科技方面的優勢對我國的5G技術發展進行嚴格的限制。但是我國企業的生命力非常頑強，克服了重重阻礙，向世界證明了中國5G技術的重要性 [1]。

2 5G移動通信網絡特點

2.1 5G移動通信網絡概述

當前5G通信技術對全世界移動通信領域來說都是非常重要的一項技術，是第四代通信技術的深入發展與完善。5G通信技術能夠實現更加快速的傳輸速度以及具備更高的資源利用效率。同時5G技術也能夠使當前的各項技術進行更加融洽的結合，從而實現更加多樣性的未來。未來，5G技術將會應用到更多的高精尖領域當中并且同這些技術進行融合，從而進一步提升整體的通信質量，使人們對于通信的需求得到最大限度的滿足。

2.2 5G移動通信網絡優勢

5G網絡的大面積普及將會使整個移動網絡的傳輸速度得以提升，同時還能夠通過各種便利的設計實現客戶的良好體驗。5G技術采取了與傳統的移動通信手段完全不同的技術，比如從物理層面實現對信息的編碼傳輸轉而向著多用戶、多天線協作的方向進行深入探索。5G技術將經歷幾個階段：首先是技術研發測試階段。其次是針對技術解決方案的驗證，驗證已于2018年底完成。這一階段主要是指對5G網絡和基站的建設，進行了大規模的設備建設以及傳輸規劃。2019年在進行5G網絡構建的過程當中，同時完成了網絡服務、網絡安全以及網絡技術的同步更新工作，確保5G能夠符合未來時代的發展需求。2020年在原來基礎之上將5G的功能進一步增強和優化，更加注重提升用戶的服務質量。此外，加強5G的投入發展力度，使我國的5G技術始終處于領先世界的地位，將會進一步提升我國在世界上的話語權[2]。

3 5G通信關鍵技術

3.1 多入多出（MIMO）天線技術

MIMO天線技術（多輸入多輸出）被廣泛使用在由于多信道被占用而導致的信道使用效率降低的問題。MIMO系統能夠讓信道的容量大幅度增加，同時還可以增強信道傳輸的穩定程度以及支持各種類型的無線通信。在過去的4G系統當中，大量天線的使用導致系統容量的提升，而在實際應用當中所需要的空間更多，導致了在應用過程當中出現各種各樣的問題。而采用MIMO天線技術就能夠很好地控制天線的數量，大規模地采用MIMO天線技術能夠讓空間的分辨率得到改善。此外不同用戶通過MIMO天線技術進行通信時，通信的帶寬也不會發生改變。這是由于MIMO技術能夠對通信過程當中產生的波束進行限制的作用。如果通信的過程當中有通信間隔過窄的問題，那么MIMO技術就能夠采取針對性的措施來對波束進行控制，從而提升通信過程的抗干擾能力。

3.2 多載波技術

多載波技術在我國進行大面積5G技術普及的過程當中發揮了十分重要的作用。因為多載波技術能夠針對通信過程當中的頻譜效率進行提升，進而抑制了多徑衰落的產生。在無線通信領域當中，多載波技術的應用范圍比較廣泛，同時在應用的過程當中也存在著很多問題。首先由于多載波技術的控制循環量很大，因此常常會導致能量的耗散。此外，載波對于頻率的變化比較敏感，這就導致頻譜的靈活性有所下降。數據傳輸速率的上升，對通信的帶寬提出了更多的要求，再加上不同頻率的帶寬也不盡相同，就更容易浪費很多頻帶。5G通信技術的廣泛應用還能夠對當前的通信系統進行優化。例如濾波器和計數器在多載波技術當中的出現，能夠很好地支持不同的操作狀態，還能保證進行同時處理，盡最大程度滿足了抗干擾性。

3.3 非正交多址接入技術

多址接入技術在過去的通信系統當中被廣泛應用，從技術上來說這些技術都屬于正交型接入技術，例如在4G通信系統當中的正交頻分復用，最佳的方案就是多址技術。通過對頻域中的信道進行劃分能夠得到許多互相正交的子信道，從而通過子載波來對子信道進行調增，進而減少外界對于信道傳輸的干擾。隨著移動通信技術的不斷發展，5G通信讓互聯網技術的發展更上一個臺階，5G通信當中使用了多種非正交接入技術，這樣系統接收機的末端就能夠很好地對干擾信息進行篩選，加強對正確信息的解釋，讓5G通信系統的功能得以增強[3]。

3.4 D2D技術

隨著無線多媒體技術的不斷發展，傳統的網絡結構已經不能夠適應技術的發展，而D2D技術就能夠充分滿足這部分需求。D2D技術的主要特點體現在能夠實現通信終端之間的無障礙交流，而不需要基站來進行轉接。同時由于端點的廣泛分布模式，讓網絡連接方式有了更加有力的支撐，能夠有效地對頻譜資源進行靈活的利用。當前D2D技術采用了組播、單播以及廣播技術，相信在未來D2D技術能夠得到更好的發展，被更廣泛地應用。

4 5G移動通信的發展趨勢

對于當前的社會發展而言，5G移動通信技術屬于非常前沿的技術，具備長遠的發展前景，也能夠與眾多領域進行深度的融合并且促進這些領域進行更加長遠的發展。在未來一段時間內，5G通信將會帶動著互聯網行業進一步發展，解決當前存在的許多通信問題。

隨著互聯網的深度普及，大量的設備進入到互聯網內，新的服務設備的增加使得流量數據暴增，這就為通信技術提出了更加嚴格的要求，在這樣的背景下4G移動技術已經不能滿足對傳輸速度的需求。5G技術憑借著更快的傳輸速度，效率更高的優點與大數據進行融合，充分滿足了用戶的需求。同時由于國家逐漸加強了對5G技術重視，一方面將5G技術的發展列入到國家發展戰略中;另一方面加強企業與國際之間的合作，從而為5G的發展提供更適宜的發展土壤[4]。在5G不斷進步的背景下，各種各樣的新奇業務涌現，云端操作、車聯網和各種智能移動設備得到了更好的應用。5G網絡的各種優勢為網絡用戶提供了更好的體驗。此外5G通信技術還始終將用戶的體驗放在首位，緊密結合大數據和人工智能技術，從而實現真正的萬物互聯。

5G移動通信技術的深入發展，將會對物聯網技術的未來發展起到促進和引導的作用。同時5G技術還能夠極大地提升當前物聯網的運轉效率以及安全性能。未來5G技術將會向著更成熟的方向發展，無論是在智能城市管理方面還是智能居家方面，其應用的深度將會得到加強。當前，我國正處于大力開發5G移動通信技術的關鍵時期，同時還面對著外界各種科技封鎖的嚴峻局面，在這樣的時代背景下需要加強對5G相關產業的融合與發展，促進5G相關企業的深度合作。將5G通信、移動終端以及大數據技術進行融合成為一套完整的產業，從而提升產業當中軟硬件的升級速度，滿足人們對5G技術的需求，最終實現5G技術的成熟發展[5]。在當前的信息領域內，5G技術是當之無愧的前端科學，對于社會發展的方方面面都有著極大的影響。同時5G技術作為未來數字經濟時代的開門者，也將會支撐起全社會各個領域當中數字化發展，成為數字時代的基石，促進各個領域的數字化、網絡化和智能化發展。

2019年3月，全球首個6G峰會在芬蘭召開，多國正在布局進行6G的研發。預計到2030年6G將會成為主要的移動通信技術。6G將會應用于空間通信、智能交流、觸覺互聯網、情感和觸覺交流、多感官混合現實、機器間協同、全自動交通等領域。6G網絡將致力于打造一個集地面通信、衛星通信、海洋通信于一體的全連接通信世界，沙漠、無人區、海洋等如今移動通信的“盲區”有望實現信號覆蓋。

5 總結

5G移動通信技術是通信技術領域的劃時代發展，它將能夠充分滿足讓人們對于未來更加舒適生活更加舒適的需求被充分滿足，同時還能實現更低的能源消耗以及實現更好的安全保證。目前全世界范圍內針對5G移動網絡的技術研究一直在進行，針對5G相關的各種標準以及產品都在進行大量的研發，但是5G的發展還需要一個統一的框架來進行實現。為了能夠更好地應對未來社會的高速發展，網絡需要具備更高等級的智能化以及自我調整能力，這也是5G技術未來發展的特性。在未來5G技術的另一個發展方向就是綠色環保，未來網絡將不會以將能源的消耗作為發展的代價，而是會通過各種更加綠色環保的手段來實現深入發展，最終實現可持續。

（責任編輯：陳之曦）

參考文獻：

[1]孫曉玥.5G移動通信發展趨勢與關鍵技術分析[J].冶金管理，2020（13）：138-139.

[2]張桂銘，陳穎.5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術[J].通信世界，2020，27（06）：89-90.

[3]姚紅玉.5G移動通信關鍵技術與發展趨勢[J].通信世界，2020，27（02）：85-86.

[4]張治中，毛亞麗，朱磊.5G移動通信測試技術進展與挑戰[J].數據采集與處理，2019，34（6）：974-985.

[5]趙國鋒，陳婧，韓遠兵，等.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），2015，27（4）：441-452.