5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術

張愛軍

摘要：最近幾年，移動通信技術發展迅速，現在已經發展到4G移動通信技術，5G移動通信技術也逐步完成，本論文主要從不同方面闡述5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術，希望為研究移動通信技術學者提供理論參考依據。

關鍵詞：5G移動通信；發展趨勢；關鍵技術

第五代移動通信系統（簡稱5G）是面向2020年移動通信發展的新一代移動通信系統，具有超高的頻譜利用率和超低的功耗，在傳輸速率、資源利用、無線覆蓋性能和用戶體驗等方面將比4G有顯著提升。

1. 5G移動通信發展趨勢

移動互聯網的蓬勃發展是5G移動通信的主要驅動力.移動互聯網將是未來各種新興業務的基礎性業務平臺，現有固定互聯網的各種業務將越來越多地通過無線方式提供給用戶，云計算及后臺服務的廣泛應用將對5G移動通信系統提出更高的傳輸質量與系統容量要求.5G移動通信系統的主要發展目標將是與其他無線移動通信技術密切銜接，為移動互聯網的快速發展提供無所不在的基礎性業務能力.按照目前業界的初步估計，包括5G在內的未來無線移動網絡業務能力的提升將在3個維度上同時進行：

（1）通過引入新的無線傳輸技術將資源利用率在4G的基礎上提高10倍以上；

（2）通過引入新的體系結構（如超密集小區結構等）和更加深度的智能化能力將整個系統的吞吐率提高25倍左右；

（3）進一步挖掘新的頻率資源（如高頻段、毫米波與可見光等），使未來無線移動通信的頻率資源擴展4倍左右.

當前信息技術發展正處于新的變革時期，5G技術發展呈現出新的如下特點.

（1）5G研究在推進技術變革的同時將更加注重用戶體驗，網絡平均吞吐速率、傳輸時延以及對虛擬現實、3D、交互式游戲等新興移動業務的支撐能力等將成為衡量5G系統性能的關鍵指標.

（2）與傳統的移動通信系統理念不同，5G系統研究將不僅僅把點到點的物理層傳輸與信道編譯碼等經典技術作為核心目標，而是從更為廣泛的多點、多用戶、多天線、多小區協作組網作為突破的重點，力求在體系構架上尋求系統性能的大幅度提高.

（3）室內移動通信業務已占據應用的主導地位，5G室內無線覆蓋性能及業務支撐能力將作為系統優先設計目標，從而改變傳統移動通信系統“以大范圍覆蓋為主、兼顧室內”的設計理念.

（4）高頻段頻譜資源將更多地應用于5G移動通信系統，但由于受到高頻段無線電波穿透能力的限制，無線與有線的融合、光載無線組網等技術將被更為普遍地應用.

（5）可“軟”配置的5G無線網絡將成為未來的重要研究方向，運營商可根據業務流量的動態變化實時調整網絡資源，有效地降低網絡運營的成本和能源的消耗.

2我國5G移動通信推進及研發進程

5G移動通信發展是全球移動通信領域新一輪技術競爭的開始.及早布局、構造開放式研發環境，力爭在未來5G技術與商業競爭中的獲得領先優勢，已成為我國信息技術與產業未來發展最為重要的任務之一2013年初，在政府部門的大力支持下，成立了面向5G移動通信研究與發展的IMT-2020推進組，明確5G發展遠景、業務、頻譜與技術需求，研究5G主要技術發展方向及使能技術，形成5G移動通信技術框架，協同產學研用各方力量，積極融入國際5G發展進程，為2015年之后全面參與5G移動通信技術標準制定打下堅實的技術基礎.“新一代寬帶無線移動通信網”重大專項在推動LTE產業化的同時，開展了LTE的后續演進與無線新技術的研究，力爭在5G國際標準化的候選技術上產生更多的自主知識產權，為我國布局 5G關鍵技術的研究做了起步的工作.國家973計劃也部署了移動網絡體系創新的研究課題。

3. 5G移動通信若干關鍵技術

3.1無線傳輸技術

無線傳輸（Wireless transmission）是指利用無線技術進行數據傳輸的一種方式。無線傳輸和有線傳輸是對應的。隨著無線技術的日益發展，無線傳輸技術應用越來越被各行各業所接受。無線圖像傳輸作為一個特殊使用方式也逐漸被廣大用戶看好。其安裝方便、靈活性強、性價比高等特性使得更多行業的監控系統采用無線傳輸方式，建立被監控點和監控中心之間的連接。無線監控技術已經在現代化交通、運輸、水利、航運、鐵路、治安、消防、邊防檢查站、森林防火、公園、景區、廠區、小區、等領域得到了廣泛的應用。

3.2無線網絡技術

3.2.1超密集異構網絡技術

由于5G系統既包括新的無線傳輸技術，也包括現有的各種無線接入技術的后續演進，5G網絡必然是多種無線接入技術，如5G， 4G， LTE， UNITS （universal mobile telecommunications system）和WiFi（wireless fidelity）等共存，既有負責基礎覆蓋的宏站，也有承擔熱點覆蓋的低功率小站，

3.2.2自組織網絡技術

在傳統的移動通信網絡中，網絡部署、運維等基本依靠人工的方式，需要投入大量的人力，給運營商帶來巨大的運行成本.根據分析[fsil，各大運營商的運營成本基本上占各自收入的70%左右.并且，隨著移動通信網絡的發展，依靠人工的方式難以實現網絡的優化.因此，為了解決網絡部署、優化的復雜性問題，降低運維成本相對總收入的比例，使運營商能高效運營、維護網絡，在滿足客戶需求的同時，自身也能夠持續發展，由NGIVIN （next generation mobile network）聯盟中的運營商主導，聯合主要的設備制造商提出了自組織網絡（SON）的概念.自組織網絡的思路是在網絡中引入自組織能力（網絡智能化），包括自配置、自優化、自愈合等，實現網絡規劃、部署、維護、優化和排障等各個環節的自動進行，最大限度地減少人工干預.目前，自組織網絡成為新鋪設網絡的必備特性，逐漸進入商用，并展現出顯著的優勢.

參考文獻：

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