淺析第五代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展

劉偉

摘要：現(xiàn)在信息社會(huì)，伴隨著信息技術(shù)和智能終端技術(shù)的不斷創(chuàng)新，每年人類所用數(shù)據(jù)流量也在迅速增加，移動(dòng)信息服務(wù)的功能和性能也在不斷提升。所以為了滿足人們對(duì)未來(lái)移動(dòng)通訊業(yè)務(wù)迅猛增長(zhǎng)的需求，作為新一代的能力更強(qiáng)勁的無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用而生。文章主要研究了第五代移動(dòng)通信技術(shù)初步定義、發(fā)展的必要性、發(fā)展方向、特點(diǎn)以及關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信定義5G 關(guān)鍵技術(shù) 發(fā)展方向

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）09-0037-01

1 5G初步定義

美國(guó)著名的《時(shí)代》雜志，在報(bào)道時(shí)稱5G是傳輸速率達(dá)到10 Gb/s的下一代移動(dòng)通信技術(shù)，是4G通信技術(shù)的延伸。5G通信技術(shù)作為概念性的技術(shù)在2001年由日本NTT公司提出，而我國(guó)5G概念則是于2012年8月在中國(guó)國(guó)際通信大會(huì)上被提出。歐盟關(guān)于5G技術(shù)研發(fā)的“構(gòu)建2020年信息社會(huì)的無(wú)線移動(dòng)通信領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)”（METIS）項(xiàng)目總體負(fù)責(zé)人，兼愛(ài)立信全球研究院大師級(jí)研究員Afif Osseriran 指出，5G是通過(guò)現(xiàn)有無(wú)線技術(shù)演進(jìn)和開發(fā)補(bǔ)充性的新技術(shù)來(lái)構(gòu)建長(zhǎng)期的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)；通過(guò)集成多種無(wú)線接入技術(shù)提供極限體驗(yàn)來(lái)滿足用戶不同的需求，是多種新型無(wú)線接入技術(shù)和現(xiàn)有無(wú)線接入技術(shù)集成后的解決方案總稱，是一個(gè)真正意義上的融合網(wǎng)絡(luò)。

通過(guò)專家定義，可以簡(jiǎn)單總結(jié)出5G不是傳統(tǒng)的以技術(shù)為中心的智能化自主網(wǎng)絡(luò)，而是以用戶體驗(yàn)為中心的新型融合網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)通信經(jīng)歷了2G、3G、4G和WiFi等無(wú)線接入技術(shù)，這些技術(shù)無(wú)疑為人類通信事業(yè)做出了巨大變化，并且促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展呢。5G是對(duì)之前無(wú)線接入技術(shù)的演進(jìn)和補(bǔ)充，并且為人類提供更加全面，安全、高速、自由的通信服務(wù)，這些服務(wù)不但包含人與人之間，人與物之間，還包括物與物之間的聯(lián)通，比如：物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用與推廣、移動(dòng)M2M聯(lián)接、汽車、醫(yī)療和其他機(jī)器設(shè)備的應(yīng)用。

2 發(fā)展5G的必要性

在未來(lái)信息社會(huì)，正如移動(dòng)通信業(yè)已經(jīng)做出的預(yù)測(cè)，人們的無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)速度會(huì)成倍的增長(zhǎng)，移動(dòng)通信聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備數(shù)目也會(huì)成倍的增長(zhǎng)，這就迫切需要增加無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量，迫切需要增加網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，以滿足人們對(duì)各種新興智能業(yè)務(wù)，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的需求等。4G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)雖然已經(jīng)具備高速、高校、高智能的特點(diǎn)，但只是暫時(shí)的地滿足了現(xiàn)在人們的通信需求，專家預(yù)測(cè)未來(lái)5年全球移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量預(yù)計(jì)是現(xiàn)在的10倍之多，聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備數(shù)量預(yù)計(jì)是現(xiàn)在的5倍之多，只有不斷創(chuàng)新，更新技術(shù)，將4G技術(shù)向更高技術(shù)發(fā)展----第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G），才能滿足人們對(duì)未來(lái)全球通信業(yè)務(wù)的需求。

3 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向和未來(lái)應(yīng)用場(chǎng)景

縱觀移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程，我們發(fā)現(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)經(jīng)歷了5個(gè)階段，先由1G技術(shù)到4G技術(shù)，然后是現(xiàn)在正在進(jìn)行研究的5G技術(shù)，每個(gè)階段都給人們的生活發(fā)生巨大改變，給人們生活、學(xué)習(xí)、工作帶來(lái)了無(wú)所不在的便宜。1G模擬技術(shù)和頻分多址（FDMA）技術(shù)，使人們通信方式轉(zhuǎn)變移動(dòng)通信，例如很多人開始使用大哥大。這個(gè)階段建立了移動(dòng)通信基本結(jié)構(gòu)；2G改變了通訊技術(shù)，開始數(shù)字通信。3G是基于分組交換的網(wǎng)絡(luò)，是對(duì)2G技術(shù)的提升，數(shù)據(jù)傳送速率達(dá)到了幾百kbps以上。4G是基于IP協(xié)議的高速移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，擁有比3G更快的速率，并且有VoLTE通訊技術(shù)。現(xiàn)在正在進(jìn)行的5G通信技術(shù)，主要是期望其能進(jìn)行超高速傳輸、超大規(guī)模的用戶隨時(shí)隨地最佳應(yīng)用，并且能夠高效、可靠的實(shí)時(shí)連接，為大規(guī)模設(shè)備通信的安全性提供保障。

4 5G的技術(shù)特征

（1）數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)1000倍，保障超高速傳輸。

（2）聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)目擴(kuò)大100倍，使超大規(guī)模用戶應(yīng)用更加便捷。如峰值速率至少10Gb/s，用戶可獲得速率達(dá)到10Mb/s，特殊用戶需求達(dá)到100Mb/s，滿足不同用戶需求。

（3）時(shí)延短和可靠性高，能夠滿足用戶隨時(shí)隨地的網(wǎng)絡(luò)在線服務(wù)，極大地降低用戶時(shí)延和控制時(shí)延，并對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)在進(jìn)行信息傳輸過(guò)程中的重大業(yè)務(wù)端到端服務(wù)可靠性提升到99.99%以上。

（4）頻譜利用率高，網(wǎng)絡(luò)耗能低。

5 5G關(guān)鍵技術(shù)

第5代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）的核心技術(shù)最早是由韓國(guó)三星電子有限公司宣布開發(fā)成功的，并預(yù)計(jì)將于2020年開始推廣應(yīng)用到市場(chǎng)，正如韓國(guó)三星電子有限公司期待的那樣，利用該技術(shù)，下載一部高畫質(zhì)（HD）電影只需一秒鐘。

那么5G的關(guān)鍵技術(shù)是什么？它的難題又是什么？以下是筆者通過(guò)研究行業(yè)人員及專家的觀點(diǎn)總結(jié)出來(lái)的兩點(diǎn)看法。

一是5G的核心技術(shù)是異構(gòu)網(wǎng)的融合，5G的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架更加復(fù)雜，需要對(duì)支持高速移動(dòng)互聯(lián)的新型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架、高密度新型分布式協(xié)作與自組織網(wǎng)、異構(gòu)系統(tǒng)無(wú)線資源聯(lián)合調(diào)配技術(shù)等進(jìn)行研究；二是5G無(wú)線傳輸關(guān)鍵技術(shù)，必須研發(fā)新型的無(wú)線傳輸技術(shù)，包含高頻段傳輸技術(shù)，新型多天線傳輸技術(shù)，密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能化技術(shù)。尤其是需要突破大規(guī)模業(yè)務(wù)所涉及的技術(shù)瓶頸以及新型信號(hào)處理技術(shù)，如：新型多載波技術(shù)、小基站的優(yōu)化技術(shù)等。所以要想達(dá)到寬帶化、多元化、綜合化和智能化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)據(jù)流量是4G的1000倍這個(gè)目標(biāo)需要增加更多的密集網(wǎng)絡(luò)。超密集網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力，增加了系統(tǒng)容量，提高了終端用戶的性能。

6 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)今信息時(shí)代，5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，關(guān)系著未來(lái)全球信息化發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外專家和業(yè)內(nèi)人士已經(jīng)開始著手對(duì)5G技術(shù)進(jìn)行分析和開發(fā)，現(xiàn)在主要深入研究其技術(shù)含義，技術(shù)特點(diǎn)，市場(chǎng)供給需求，技術(shù)難題、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、各類試驗(yàn)等過(guò)程，按照移動(dòng)通信的發(fā)展規(guī)律，5G將在2020年之后實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用，讓我們期待5G時(shí)代的到來(lái)。

參考文獻(xiàn)

[1]王景堯，白巖，孟祥嬌等.5G無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展跟蹤與分析[J].現(xiàn)代電信科技，2014，（12）.

[2]趙國(guó)鋒，陳婧，韓遠(yuǎn)兵等.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，（4）.

[3]IMT-2020（5G）推進(jìn)組頻率組第15次會(huì)議在京召開 中國(guó)無(wú)線電，2014（5）.

[4]工信部張峰：設(shè)立全球統(tǒng)一5G 標(biāo)準(zhǔn)已成為共識(shí) 通信電源技術(shù)，2015（3）.