5G移动通信发展趋势与若干关键技术

莫非

摘要：5G移动通信是当前广泛使用的4G移动通信的进一步延伸，现阶段，5G应用场景被划分为物联网领域与互联网领域，5G移动通信关键技术的研究可以让我国未来移动通信系统发展需求得到满足，对于工业互联网、物联网等多种领域的进一步发展具有促进作用。鉴于此，本文主要分析探讨了5G移动通信发展趋势与若干关键技术，以供参阅。

关键词：5G移动通信；发展趋势；关键技术

在移动通信技术由2G、3G再发展到当前的4G技术，已取得突破性的成就，而且其应用的不同阶段都有各自的技术特点。尤其受4G通信技术为人们带来更多便利的背景下，5G移动通信技术以其自身的关键技术与优势成为被期望与被关注的主要内容。因此对5G移动通信关键技术及发展趋势的分析具有十分重要的意义。

1、5G通信技术的特点分析

在5G移动通讯中，不仅仅是对技术的革新，也要改变用户的使用体会以及网络的吞吐率，从而增加通信发展的速度，增加人们对于通信技术的认可度及使用度。在5G通信技术中，相比于4G、3G移动通信发展而言，5G通信技术更关注的是点对点的信息数据传送技术，从而促使其改变成为多点通信、多用户联合通信以及多小区组网联合通信。相比于原有的移动通信技术，5G注重的是其覆盖面，广阔的覆盖面促进人们以及社会的发展，在室内与室外能够拥有同样的通信信号。5G的室内信号会较强，便于人们的通信要求及网络使用要求，方便了人们的生活。当前的通信技术可以进行增强，扩大高频段资源的应用分为，弥补相关通讯的缺点，使其具有较强的穿透水平。在5G的通信建设中，穿透力方面会得到极大的重视。同时，在5G的移动通信中，相关通信单位的成本会在一定程度下进行降低，使技术更趋于合理化，通信单位可以依照网络的使用情况对网络资源进行分配，提升用户的体验感。

2、5G移动通信系统的发展趋势

5G移动通信系统是4G网络通信系统后的新一代通信系统，与上一代移动通信技术相比，其在系统安全性、用户体验以及无线覆盖性能方面都有显著的提升，此外其还具有自动化调整的能力，从而能够更好的适应时代的发展。目前，5G移动通信系统已经成为各个国家研究的重点内容，根据目前业内对于5G移动通信系统的分析，认为其将在目前4G移动网络的基础上实现无线传输技术的更新，并且通过引进新的体系结构和智能化技术，极大的提升其系统的吞吐能力。通过分析认为，5G移动通信技术有以下几方面的发展趋势：（1）为用户提供更好的体验，提升其在在网络平均吐速率、传输时延等能力，为虚拟现实、3D、交互式游戏等新兴移动业务提供更加有效的支撑。（2）通过对体系构架进行进一步的研究来提升系统的性能，探索以多点、多用户、多天线、多小区协作组网方式。（3）研究并提高5G室内无线覆盖性能。（4）提高高频段波谱资源的利用率。（5）实现网络资源的实时调节，促进资源利用率的提升，有效的降低运营成本。

3、5G移动通信系统的关键技术

3.1无线传输技术

（1）大规模MIMO技术。MIMO技术所带来的好处主要有：大规模MIMO的空间分辨率与现有的相比已经得到了很大程度的加强。在这种情况下，它能够进一步地挖掘空间，对其维度进行把握，使得不同的用户能够在同一时间自由进行通信，从而能够不需要增加基站密度就可以实现频谱效率的提高。此外，在大规模的MIMO中可以将波束集中在很窄的区域内，从而能够大幅度地降低干扰，同时也能够提高功率。目前，在对MIMO技术的研究中，仍旧发现了一些不足。例如，由于传输方案基本采用的是TDD系统，在这些系统中，所使用的基本上都是单天线，这就导致它的数量远远小于基站天线的数量，使得导频数量会随着用户的增加而不断增加。（2）基于滤波器组的多载波技术。5G移动信息系统中，基于滤波器组的多载波技术可以解决很多问题，目前通信系统所使用的OFDM技术虽然在对抗多径衰落、频谱效率方面有一定的优势，但其对于无线传输系统大范围带宽中的一些空白频谱的缺乏应用能力。FBMC技术作为5G移动通信系统多载波方案的重要选择，吸引了越来越多人的研究兴趣由于在FBMC技术中，多载波性能取決于原型滤波器的设计和调制滤波器的设计，而为了满足特定的频率响应特性的要求，要求原型滤波器的长度远远大于子信道的数量，实现复杂度高，不利于硬件实现。5G移动通信发展符合要求的滤波器组的快速实现算法是FBMC技术重要的研究内容。

3.2无线网络技术

（1）自组织网络技术。在传统的系统中，其运行维护工作、网络部署工作都需要人力完成，所以在推广5G移动通信的过程中，需要更多的人力。根据相关统计，各大运行商在对通信系统进行维护时，会消耗大约为70%的成本，同时在科技进步的背景下，人工方式无法满足工作效率的需求，加之其成本较高，甚至不能发挥5G移动通信的优势。为了解决这一问题，减少工作中产生的人工失误问题，就需要将先进的技术方式应用其中，即自组织网络技术，以此来弥补人工的不足。5G移动通信系统的应用，其系统、技术都具有较明显的复杂性特征，其管理工作也具有较大的难度，由此能够发现自组织网络技术的优势。在5G移动通信中，包含了很多异构网络，而这一现象就会增加节点的复杂性，以自组织网络技术为基础，可以提高5G移动通信系统的自配效率、优化程度等。例如：受低功率节点对邻区关系的影响，其自身的结构就会具有更多的复杂性，而将自组织网络技术应用在工作中，能够将超密集网络情景、随机部署为切入点，提高5G移动通信网络系统的自配效率，避免对邻区关系产生影响，工作人员通过对双连接模式的操作，减少切换目标小区的频率，进一步强化管理效果。（2）超密集异构网络技术。超密集异构网络技术指的是对比当前无线传输技术中的低功率节点部署，其密度将会得到明显提升，这种技术的应用可以让站点距离得到缩短，进而扩大支持用户范围，据估算，在应用此种技术后，1km2内可以支持的用户多达25000个，进而提升用户的服务体验。

4、结束语

总之，在当前移动通信技术不断发展的趋势下，5G技术的应用必然是未来一段时间内移动通信技术的主流选择。在发展5G技术的过程中，要吸收以往2G技术、3G技术以及4G技术的发展经验，对于5G技术中的关键技术进行深入的研究和探索，从多个角度来分析和推进5G技术研究的脚步。

参考文献：

[1]梁文静.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].电子世界.2018（08）.

[2]孟嘉慧，赵旦峰，田海.5G移动通信发展趋势与若干关键技术的研究[J].中国新通信.2018（02）.

[3]朱蓓.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].智能建筑与智慧城市.2018（11）.

（作者单位：中国移动通信集团天津有限公司）