浅论5G移动通信关键技术与应用前景

姜丰华

摘要：隨着现代化的信息通信科技的发展，5G移动通信必然会取代现有的移动通信技术。在未来很长的一段时间内，5G移动通信都将是通信技术领域中的研发重点。在5G移动通信不断发展的过中，将会吸收和借鉴现有3G、4G移动通信技术的部分技术能力，在更深刻的层次上发展自身的优势。

关键词：5G移动通信；无线信号覆盖；技术优势；应用趋势

随着4G移动通信技术的大规模普及与应用，使得5G移动通信的研发与完善也提上了日程。当前5G移动通信已经成为世界范围内移动通信的核心发展项目。

1 5G移动通信的概述

5G移动通信技术是一项应对未来在2020年之后的移动通信技术，是继4G移动通信之后的新一代通信技术。参考当前的移动通信发展情况，5G移动通信技术将在未来的通信领域中发挥更大的作用，通过对更高频谱的使用以及功能效果，在信号传递速度以及信息资源的使用程度上都会完全的超过当前的4G移动通信技术，同时在量级、无线信号覆盖能力、系统安全防范措施、客户体验、传送延时等方面都会有大幅度的提高。在 5G 移动通信技术的研发过程中通过与现有的无线通信技术进行参考和借鉴，使得新一代的5G移动通信可以达到全面覆盖的效果，甚至能够满足于在未来很长一段时间内移动网络流量提升1000倍的建设标准。同时5G移动通信在未来的应用上也会更进一步，在5G系统当中会对大流量的传感系统以及相关设备将成为当前5G系统研发的重点方向之一，而且5G移动通信还会拥有更高的灵活性、智能性[1]。

2 5G移动通信技术的未来发展趋势

在未来很长的一段时间当中，5G移动通信都将是移动通信事业的主要发展方向，同时在未来的发展中，5G移动通信将会成为世界范围内的通信科技核心力量。早在2013年，西方国家就已经将5G移动通信列入到第七框架的计划当中，由全球范围内近30个国家大型移动通信企业参与研发，其中也包括了中国的移动通信公司，当前研发及完善5G移动通信是世界各国的共同愿景。同时由于移动网络的发展及进步，也是5G移动通信能够得以继续研发的重要推动力，移动网络在未来的社会中也会的发挥着关键的角色，对各个行业、各个领域的发展建设都会起着重要的作用。从目前的网络技术发展过程来看，许多的网络业务已经开始有过去固定的网络逐渐的向移动网络开始过渡和转移。由于无线网络的便捷性、实时性使得越来越多的网络用户开始习惯于无线网络的使用。而无线网络在后台服务和其他方面的应用也都对5G移动通信在信号的传递能力与传递质量上有着更高的标准[2]。当前，5G移动通信基于无线网络上的发展方向主要有三个方面：①通过对无线信号传递技术的研究与改进，实现在原有4G移动通信技术上将资源的使用能力增强10倍以上。②将超密集结构等新型结构系加入到5G移动通信当中，同时将智能化技术进行深化改进，力求将5G移动通信在信息的吞吐量上增加25倍。③对频率技术展开更加广泛的研究，通过高频率波段、毫米波段以及可见光等相关资源，使5G移动通信在未来的频率应用上提高4倍。

3 5G移动通信的关键技术

3.1 高频信号传递技术当前的移动通信都是在 3GHz 之下的频率上进行信号的传递，但是由于使用的用户以及使用的流量不断的增多，使得当前的频谱资源开始出现短缺的情况。 而在高频率的频段上，例如范围在 28GHz 之间的毫米频率，通过增加到 64 根天线，以及束赋形等相关技术，可以实现在2km 的范围内达到每秒 1Gbit 的下载速度，同时高频率的信号传递技术也是 5G 移动通信在研发过程中的核心技术， 高频率信号传递技术与传统的传递技术相比有着更加优越的性能， 例如在高频率的信号传递技术中通过一定数量的天线和设施， 就可以有效的改善当前频谱资源匮乏的情况。 但是当前的高频率信号传递技术还存在着信号传送距离有限、 受气候环境因素影响严重等不足。 而这些问题也是 5G 移动通信研发过程中急需解决的难题。

3.2 多天线信号传递技术

当前，5G 移动通信力求将频谱的使用效率提升到现有的移动通信的数十倍，这也是 5G 移动通信在未来发展中发挥自身优势的重要标准之一。 而多天线信号传递技术可以有效的降低各个用户单位之间的干扰现象，大幅度的提升无线网络的区域覆盖范围，在过去由 2D 发展到 3D 的技术进步中，多天线信号传递技术能够有效的达到提升频谱使用效率的目的，通过现有技术的研发与改进， 当前天线的使用数量可以达到 128 根，在此基础上还延伸出 3D-MIMO 技术，在最大程度上降低各用户之间的信号干扰情况，扩大无线信号的区域覆盖范围。

3.3 双工技术

在 5G 移动通信的研发上，将会使用同时间同频率的双工技术，在频谱使用效率上有所突破，改变原有的频谱资源利用方式，使得频谱的使用更加的多元化。 在 5G 移动通信中使用的同时间同频率的双工技术是在过去 TDD 以及 FDD 双工技术之上进行改进而得来。 从理论上来讲，这种双工技术能将现有的频谱使用效率增加 1 倍以上。 但是在是实际的应用过程中还存在着一定的难度。

3.4 密集型网络技术

在 5G 移动通信中想要实现是网络数据在流量上提高1000 倍，就应当使用密集型的网络技术作为整个无线网络的技术支撑。 在密集型网络技术中重点是将无线网络中的数据流量是设置在热点集中的地区，例如在室内等环境中。 这样的设计方式能够有效的改善用户使用网络时的效果， 增强无线网络的覆盖能力。 在未来的发展中智能化的数据终端将会越来越普及， 因此用户的无线网络数据也会在一定程度上迅速增长起来。 而使用密集型网络技术可以实现在当前的基础上提高 1000 倍的数据流量，可以充分的满足与智能化终端系统的网络需求。 此外，密集型的网络技术也能够更好的改善网络的覆盖情况，提高网络系统的信息容量。 但是密集型的网络技术也会形成小区间的干扰，降低了无线网络的使用能效。

3.5 智能化无线网络技术

智能化无线网络技术又称为自组织网络， 是对无线网络增加自动优化、自动配置、自动愈合的功能。 进而使无线网络可以实现自行完成网络布置运维、检测、诊断等工作，有效的减少在网络工程上的人力资源消耗。 同时无线网络的智能化也能改善当前无线网络需要人为的进行相关工作布置以及维护的弊端。当前由于 5G 移动通信中使用了很多无线网络的信息传送技术和无线网络结构，因此在5G 移动通信中的智能化无线网络技术将会更加的复杂。 同时在 5G 移动通信当中，智能化的无线网络技术也将占据更为重要的位置。

4 结 论

5G 移动通信是移动通信技术上的重要发展方向，从功能上来讲 5G 移动通信也会有着更高的标准。但是在当前研发过程当中，还存在着许多技术上的难题，都需要不断的探索研究。因此，本文就 5G 移动通信在未来的发展趋势以及关键技术展开了分析。

参考文献：

[1] 吴强 .5G 移动通信发展趋势与若干关键技术分析 [J]. 教育教学论坛，2016，22 ： 82～83.

[2] 李可才. 关于 5G 移动通信发展趋势与若干关键技术的探讨 [J]. 电子技术与软件工程， 2016，16：39.