5G移动通信技术及未来发展趋势展望

王兰芹 罗洋

摘要：5G的竞争不仅仅是通信领域的竞争，更被视为国家、地区间产业与经济的竞争，5G是打通各行业进入信息化革命的良好机会。本文文章通过对分析5G技术发展现状及特点的分析，对5G网络关键技术及发展趋势进行了展望。

关键词：通信技术;5G技术;发展趋势

中图分类号：TN929.5       文献标识码：A

当今时代是网络信息化的时代，各式各样的智能设备涌现并得到了广泛的应用，同时推动了移动通信事业的迅猛发展。5G技术的出现更是为移动通信事业的发展打了一剂强心针，它将彻底改变当前许多行业的运行模式，为人们带来更大的便利。同传统的通信技术相比较而言，5G技术在各个方面都具备突出的特点，比如新型网络架构、灵活的频谱共享技术、传输速度快、传输稳定性强、时延短等方面。5G技术消除了网络世界和现实世界时间的隔阂，为我们带来了更加新奇的体验。

1 5G技术目前发展情况

由于我国科学发展起步较晚， 4G技术的水平就与发达国家的水平相比有相当大的差距，使得所以我国通信运营的成本较高。5G时代来临之际，以华为、中兴为代表的公司凭借着对新技术不断的探索，在这一领域取得了巨大的进步。从人与人的互联到物联网，再发展为万物互联。在5G领域当中，美国凭借着其在科技方面的优势对我国的5G技术发展进行严格的限制。但是我国企业的生命力非常顽强，克服了重重阻碍，向世界证明了中国5G技术的重要性 [1]。

2 5G移动通信网络特点

2.1 5G移动通信网络概述

当前5G通信技术对全世界移动通信领域来说都是非常重要的一项技术，是第四代通信技术的深入发展与完善。5G通信技术能够实现更加快速的传输速度以及具备更高的资源利用效率。同时5G技术也能够使当前的各项技术进行更加融洽的结合，从而实现更加多样性的未来。未来，5G技术将会应用到更多的高精尖领域当中并且同这些技术进行融合，从而进一步提升整体的通信质量，使人们对于通信的需求得到最大限度的满足。

2.2 5G移动通信网络优势

5G网络的大面积普及将会使整个移动网络的传输速度得以提升，同时还能够通过各种便利的设计实现客户的良好体验。5G技术采取了与传统的移动通信手段完全不同的技术，比如从物理层面实现对信息的编码传输转而向着多用户、多天线协作的方向进行深入探索。5G技术将经历几个阶段：首先是技术研发测试阶段。其次是针对技术解决方案的验证，验证已于2018年底完成。这一阶段主要是指对5G网络和基站的建设，进行了大规模的设备建设以及传输规划。2019年在进行5G网络构建的过程当中，同时完成了网络服务、网络安全以及网络技术的同步更新工作，确保5G能够符合未来时代的发展需求。2020年在原来基础之上将5G的功能进一步增强和优化，更加注重提升用户的服务质量。此外，加强5G的投入发展力度，使我国的5G技术始终处于领先世界的地位，将会进一步提升我国在世界上的话语权[2]。

3 5G通信关键技术

3.1 多入多出（MIMO）天線技术

MIMO天线技术（多输入多输出）被广泛使用在由于多信道被占用而导致的信道使用效率降低的问题。MIMO系统能够让信道的容量大幅度增加，同时还可以增强信道传输的稳定程度以及支持各种类型的无线通信。在过去的4G系统当中，大量天线的使用导致系统容量的提升，而在实际应用当中所需要的空间更多，导致了在应用过程当中出现各种各样的问题。而采用MIMO天线技术就能够很好地控制天线的数量，大规模地采用MIMO天线技术能够让空间的分辨率得到改善。此外不同用户通过MIMO天线技术进行通信时，通信的带宽也不会发生改变。这是由于MIMO技术能够对通信过程当中产生的波束进行限制的作用。如果通信的过程当中有通信间隔过窄的问题，那么MIMO技术就能够采取针对性的措施来对波束进行控制，从而提升通信过程的抗干扰能力。

3.2 多载波技术

多载波技术在我国进行大面积5G技术普及的过程当中发挥了十分重要的作用。因为多载波技术能够针对通信过程当中的频谱效率进行提升，进而抑制了多径衰落的产生。在无线通信领域当中，多载波技术的应用范围比较广泛，同时在应用的过程当中也存在着很多问题。首先由于多载波技术的控制循环量很大，因此常常会导致能量的耗散。此外，载波对于频率的变化比较敏感，这就导致频谱的灵活性有所下降。数据传输速率的上升，对通信的带宽提出了更多的要求，再加上不同频率的带宽也不尽相同，就更容易浪费很多频带。5G通信技术的广泛应用还能够对当前的通信系统进行优化。例如滤波器和计数器在多载波技术当中的出现，能够很好地支持不同的操作状态，还能保证进行同时处理，尽最大程度满足了抗干扰性。

3.3 非正交多址接入技术

多址接入技术在过去的通信系统当中被广泛应用，从技术上来说这些技术都属于正交型接入技术，例如在4G通信系统当中的正交频分复用，最佳的方案就是多址技术。通过对频域中的信道进行划分能够得到许多互相正交的子信道，从而通过子载波来对子信道进行调增，进而减少外界对于信道传输的干扰。随着移动通信技术的不断发展，5G通信让互联网技术的发展更上一个台阶，5G通信当中使用了多种非正交接入技术，这样系统接收机的末端就能够很好地对干扰信息进行筛选，加强对正确信息的解释，让5G通信系统的功能得以增强[3]。

3.4 D2D技术

随着无线多媒体技术的不断发展，传统的网络结构已经不能够适应技术的发展，而D2D技术就能够充分满足这部分需求。D2D技术的主要特点体现在能够实现通信终端之间的无障碍交流，而不需要基站来进行转接。同时由于端点的广泛分布模式，让网络连接方式有了更加有力的支撑，能够有效地对频谱资源进行灵活的利用。当前D2D技术采用了组播、单播以及广播技术，相信在未来D2D技术能够得到更好的发展，被更广泛地应用。

4 5G移动通信的发展趋势

对于当前的社会发展而言，5G移动通信技术属于非常前沿的技术，具备长远的发展前景，也能够与众多领域进行深度的融合并且促进这些领域进行更加长远的发展。在未来一段时间内，5G通信将会带动着互联网行业进一步发展，解决当前存在的许多通信问题。

随着互联网的深度普及，大量的设备进入到互联网内，新的服务设备的增加使得流量数据暴增，这就为通信技术提出了更加严格的要求，在这样的背景下4G移动技术已经不能满足对传输速度的需求。5G技术凭借着更快的传输速度，效率更高的优点与大数据进行融合，充分满足了用户的需求。同时由于国家逐渐加强了对5G技术重视，一方面将5G技术的发展列入到国家发展战略中;另一方面加强企业与国际之间的合作，从而为5G的发展提供更适宜的发展土壤[4]。在5G不断进步的背景下，各种各样的新奇业务涌现，云端操作、车联网和各种智能移动设备得到了更好的应用。5G网络的各种优势为网络用户提供了更好的体验。此外5G通信技术还始终将用户的体验放在首位，紧密结合大数据和人工智能技术，从而实现真正的万物互联。

5G移动通信技术的深入发展，将会对物联网技术的未来发展起到促进和引导的作用。同时5G技术还能够极大地提升当前物联网的运转效率以及安全性能。未来5G技术将会向着更成熟的方向发展，无论是在智能城市管理方面还是智能居家方面，其应用的深度将会得到加强。当前，我国正处于大力开发5G移动通信技术的关键时期，同时还面对着外界各种科技封锁的严峻局面，在这样的时代背景下需要加强对5G相关产业的融合与发展，促进5G相关企业的深度合作。将5G通信、移动终端以及大数据技术进行融合成为一套完整的产业，从而提升产业当中软硬件的升级速度，满足人们对5G技术的需求，最终实现5G技术的成熟发展[5]。在当前的信息领域内，5G技术是当之无愧的前端科学，对于社会发展的方方面面都有着极大的影响。同时5G技术作为未来数字经济时代的开门者，也将会支撑起全社会各个领域当中数字化发展，成为数字时代的基石，促进各个领域的数字化、网络化和智能化发展。

2019年3月，全球首个6G峰会在芬兰召开，多国正在布局进行6G的研发。预计到2030年6G将会成为主要的移动通信技术。6G将会应用于空间通信、智能交流、触觉互联网、情感和触觉交流、多感官混合现实、机器间协同、全自动交通等领域。6G网络将致力于打造一个集地面通信、卫星通信、海洋通信于一体的全连接通信世界，沙漠、无人区、海洋等如今移动通信的“盲区”有望实现信号覆盖。

5 总结

5G移动通信技术是通信技术领域的划时代发展，它将能够充分满足让人们对于未来更加舒适生活更加舒适的需求被充分满足，同时还能实现更低的能源消耗以及实现更好的安全保证。目前全世界范围内针对5G移动网络的技术研究一直在進行，针对5G相关的各种标准以及产品都在进行大量的研发，但是5G的发展还需要一个统一的框架来进行实现。为了能够更好地应对未来社会的高速发展，网络需要具备更高等级的智能化以及自我调整能力，这也是5G技术未来发展的特性。在未来5G技术的另一个发展方向就是绿色环保，未来网络将不会以将能源的消耗作为发展的代价，而是会通过各种更加绿色环保的手段来实现深入发展，最终实现可持续。

（责任编辑：陈之曦）

参考文献：

[1]孙晓玥.5G移动通信发展趋势与关键技术分析[J].冶金管理，2020（13）：138-139.

[2]张桂铭，陈颖.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].通信世界，2020，27（06）：89-90.

[3]姚红玉.5G移动通信关键技术与发展趋势[J].通信世界，2020，27（02）：85-86.

[4]张治中，毛亚丽，朱磊.5G移动通信测试技术进展与挑战[J].数据采集与处理，2019，34（6）：974-985.

[5]赵国锋，陈婧，韩远兵，等.5G移动通信网络关键技术综述[J].重庆邮电大学学报（自然科学版），2015，27（4）：441-452.