5G移动通信的关键技术及其进程思考

李彦池

【摘要】 目前5G移动通信技术已经被各领域广泛关注，该技术具有超高速率以及良好体验性。本文对5G移动通信技术进行概述，重点对其关键技术进行讨 论，并对未来发展趋势进行了分析。

【关键词】 5G 移動通信 关键技术

我国已经进入100Mbps到10000Mbps的超宽带时代，视频流量成倍扩大[1]，5G移动通信技术也随之被提出。5G移动通信技术是面向2020年信息网络的第五代无线通信系统，与前四代技术相比，5G移动通信技术的典型特征具有超高速率，容量超大，从而实现全网融合。

一、5G移动通信概述

据估计，未来人们在任意地点移动速率都能达到1Gbit/ s。5G网络相比于4G网络，具有大规模MIMO、3D束波成型以及有源天线系统[2]，它的交换方式是分组转发，基站采用高频微蜂窝，提升系统容量，从而实现网络融合。5G网络具有以下特点：可以实现实时连接，具有良好的体验性和稳定性，并且在密集人群中可以保证通信质量。5G移动通信除了通信速率上的提升，还为用户提供了更好的体验。5G移动通信网络拓扑图如图1所示。

二、5G移动通信的关键技术

1、新型多天线技术。为了满足移动通信对数据流量的需求，提升频谱利用率尤为重要。由此产生了一种新型多天线技术——该技术可以保证通信质量以及提升频谱利用率，新型多天线技术在无线通信领域具有多方面应用。新型多天线技术能够提升空间分辨率，这样可以使大量用户在同一时间段进行通信，在基站密度不增加的前提下，大幅度降低发送功率以及减少干扰。因此，新型多天线技术在5G移动通信中起到关键作用，可以保证通信的可靠性、提升频谱利用效率并且降低通信能耗，未来在通信领域会得到普遍使用。

2、高频段的使用。在无线移动通信系统中，3GHz以下的频段能够较好地支持移动性以及具有较广的覆盖范围。然而这一区间内的频谱资源相对紧张，因此为了缓解频谱资源问题，应该使用3GHz以上的频谱资源，高频段的使用将是未来通信行业的发展趋势，这是因为高频段的可用带宽相对充足，设备小型化以及较高的天线增益。

3、同时同频全双工。由于传统无线通信手段不能实现同时同频的双向通信，因此具有一定的局限性，导致资源浪费。同时同频全双工技术在上/下行链路上可以同时同频进行双向通信，这样可以提升资源利用率。然而同时同频全双工同样面临干扰问题，在传输信号的过程中功率相差较大，会导致同频干扰以及自干扰，因此要想实现同时同频全双工技术，就应该针对降低干扰问题进行探讨。

4、设备间直接通信技术。移动通信技术针对降低干扰问题因此具有一定的局限性。由于通信系统的中继节点和基站的位置固定，因此网络拓扑不够灵活，系统的覆盖和边缘地区用户的体验成为亟需解决的问题。为了解决该问题，需要借助设备间的直接通信技术，该技术可以在近距离范围内进行直接传输，无需通过中间节点转发。设备间直接通信技术具有低能耗、低延迟以及高传输速率的优点，能够实现频谱资源的有效利用，提升无线通信质量，因此，设备间直接通信技术将是5G重点研究内容。

5、自组织网络。移动通信网络中会使用大量的人力资源，例如网络部署和运维等，这样造成效率很低，随着无线通信网络的不断优化，人们已经解决网络快速发展中所遇到的问题，为了提升网络部署质量，降低网络人力运维成本，提出了自组织网络的概念。自组织网络包括自配置和自愈合的概念，尽量避免人工干预，构建了更智能、统一的5G移动通信网络。

三、未来5G移动通信发展进程思考

本文对5G移动通信网络发展进行讨论，5G移动通信网络的关键技术包括新型天线技术、高频段技术、全双工同时同频、设备间的直接技术以及自组织网络，这些技术保证了通信的可靠性、提升频谱效率并且降低通信能耗，在未来会在通信领域得到普遍使用，但是仍存在一定问题，例如高频段器材使用相对不成熟，使用成本较高，同时同频全双工技术的干扰问题，都有待进一步探讨。因此需要进一步对移动通信网络进行研究，实现更智能的、统一的5G移动通信网络。

参 考 文 献

[1] 王志勤，罗振东，魏克军.5G业务需求分析及技术标准进程[J].中兴通讯技术，2014，20（02）：2-4

[2]秦飞，康绍丽.融合、演进与创新的5G技术路线[J].电信网技术，2013（9）：11-15