5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的探討

黃文超

(廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司,廣東廣州,510630)

5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的探討

黃文超

(廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司,廣東廣州,510630)

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高。移動(dòng)通信技術(shù)在短短的幾年內(nèi)便從過去的2G技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)今的4G技術(shù)，使移動(dòng)通信用戶在實(shí)際應(yīng)用與體驗(yàn)等方面都有了很大的提升。但是但由于現(xiàn)今時(shí)代發(fā)展過快，4G技術(shù)逐漸的不再滿足社會(huì)發(fā)展的需要，5G移動(dòng)通信技術(shù)的出現(xiàn)將會(huì)成為必然。本次研究主要分析5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)以及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。

5G移動(dòng)通信；發(fā)展趨勢(shì)；關(guān)鍵技術(shù)；探討

1 簡(jiǎn)述5G移動(dòng)通信技術(shù)

5G全稱為第五代移動(dòng)通信技術(shù)，是第四代移動(dòng)通信技術(shù)的延伸，由于5G技術(shù)還處于研究階段，因此目前還沒有任何電信公司提到過5G技術(shù)?？傊?G通信技術(shù)相會(huì)成為移動(dòng)通信業(yè)未來(lái)幾年年的發(fā)展方向。關(guān)于5G通信技術(shù)的相關(guān)概念，可以從移動(dòng)通信技術(shù)以往的發(fā)展規(guī)律來(lái)看，未來(lái)的5G技術(shù)將會(huì)擁有超高的頻譜利用率，在傳送信息速度方面，5G技術(shù)也將會(huì)遠(yuǎn)超于4G技術(shù)，此外，在用戶體驗(yàn)、傳輸時(shí)效、覆蓋性能等方面，5G技術(shù)也將會(huì)有一個(gè)大幅度的進(jìn)步與提升。未來(lái)的5G通信技術(shù)還會(huì)與無(wú)線移動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，以此來(lái)滿足未來(lái)人們對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)的需求。

2 簡(jiǎn)析5G技術(shù)內(nèi)的四大關(guān)鍵技術(shù)

5G技術(shù)主要由大規(guī)模MIMO技術(shù)、高頻段頻率的拓展技術(shù)、D2D技術(shù)以及超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)這四種關(guān)鍵技術(shù)所構(gòu)成，下面將分別對(duì)這四大關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

2.1 大規(guī)模MIMO技術(shù)

何謂MIMO技術(shù)，其所指的是能夠在系統(tǒng)的發(fā)射端、接收端分別使用多個(gè)發(fā)射天線和接受天線，是信號(hào)能夠通過多個(gè)發(fā)射端和接收端進(jìn)行多天線的傳輸?shù)募夹g(shù)。MIMO技術(shù)又被稱為多入多出技術(shù)，有效的使用MIMO技術(shù)能夠?qū)νㄐ刨|(zhì)量進(jìn)行改善。MIMO技術(shù)之所以可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)天線多發(fā)多收，其主要是因?yàn)樵摷夹g(shù)能夠有效的對(duì)空間資源進(jìn)行分配和利用。將其應(yīng)用在5G技術(shù)當(dāng)中，能夠讓5G技術(shù)在不增加頻譜資源和天線的發(fā)射功率的情況下，有效的提高系統(tǒng)通信信道的容量。舉例來(lái)說，在我們實(shí)際生活當(dāng)中，自無(wú)線技術(shù)使用使用以來(lái)，越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)入我們的家庭網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，但是隨著聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的逐漸增多，無(wú)線網(wǎng)的網(wǎng)速變得越來(lái)越慢。換一種方式來(lái)理解，隨著使用4G網(wǎng)絡(luò)的用戶增多，4G這個(gè)無(wú)線網(wǎng)的網(wǎng)速便會(huì)變得很慢，這再一定程度上是對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源使用的浪費(fèi)。但是5G技術(shù)當(dāng)中加入了MIMO技術(shù)，這種技術(shù)能夠有效的改善我們的網(wǎng)速，也就說明在未來(lái)的生活中，我們使用5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)下載數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間將會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。

2.2 高頻段頻率的拓展技術(shù)

目前，在4G移動(dòng)通信技術(shù)當(dāng)中所使用的頻段頻率大多較低，在這種低頻段頻率中工作會(huì)顯頻率資源非常擁擠。而5G移動(dòng)通信技術(shù)主要使用的是高頻段頻率拓展技術(shù)，在高頻段中，頻率資源是非常豐富的，在高頻段中工作能夠有效的緩解目前頻率資源擁擠的狀態(tài)。使用高頻段頻率的拓展技術(shù)能夠使5G技術(shù)容量以及傳輸速率得到技術(shù)支持，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)短距離、極高速通信目標(biāo)。高頻段的拓展技術(shù)具有三方面優(yōu)點(diǎn)，其分別為：可用量帶寬是足夠的、天線和設(shè)備是足夠小型的、天線增益是較高的。有優(yōu)點(diǎn)便有缺點(diǎn)，高頻段頻率的拓展技術(shù)在使用過程當(dāng)中是非常容易受到天氣和環(huán)境的影響，為此其在使用方面還存在不少障礙。

2.3 D2D技術(shù)

D2D全稱為Device to Device，其所指的是一種能夠在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的控制下，允許終端與終端之間可以通過復(fù)用小區(qū)資源進(jìn)行通信的新型技術(shù)。將D2D技術(shù)使用在5G技術(shù)當(dāng)中，能夠有效提高蜂窩通信系統(tǒng)頻率效率，降低終端的發(fā)射功率，這對(duì)于解決無(wú)線通訊系統(tǒng)頻譜資源短缺這一問題而言也是十分有利的。D2D技術(shù)具有通信信道質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，時(shí)期能夠有效實(shí)現(xiàn)較高的數(shù)據(jù)速率，將該技術(shù)廣泛的分布在各個(gè)終端上，能夠是未來(lái)的5G技術(shù)變得更加的靈活和可靠。舉例來(lái)說，在4G網(wǎng)絡(luò)下，我們?cè)谟^看視頻的時(shí)候一般是需要等待幾秒時(shí)間才能連接上視頻的，這種影響往往并不大，但是如果換在是自動(dòng)駕駛汽車行駛時(shí)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)如果出現(xiàn)幾秒以上的延遲是不能接受的，換句話說就是，在當(dāng)前的4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，該網(wǎng)絡(luò)通常需要15-25毫秒的時(shí)間將數(shù)據(jù)傳輸給可能發(fā)生碰撞的車輛，然后車輛才會(huì)開始緊急制動(dòng)。但在未來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)下，這一數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間將僅為1毫秒。

2.4 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)屬于一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其主要是由計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所組成的。想要有效解決未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量增大的問題，在5G通信技術(shù)當(dāng)中，除了使用全新的無(wú)線傳輸技術(shù)以外，還會(huì)對(duì)該無(wú)限傳輸技術(shù)進(jìn)行不斷的完善。超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要是通過：無(wú)限技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展過程中，通過對(duì)無(wú)線傳輸技術(shù)實(shí)際的部署密度進(jìn)行提升，由此來(lái)將不同站點(diǎn)之間的距離進(jìn)行縮短，以此來(lái)使實(shí)際支持用戶的數(shù)量以及范圍得到增加。此外，在超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可能還能實(shí)現(xiàn)一個(gè)用戶對(duì)應(yīng)一個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)這一目標(biāo)。

3 簡(jiǎn)析5G技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)目前移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，5G技術(shù)未來(lái)將會(huì)以移動(dòng)通信技術(shù)和無(wú)限技術(shù)為發(fā)展的基礎(chǔ)，在未來(lái)的幾年內(nèi)，5G通信技術(shù)將會(huì)對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行提升，這幾方面分別為：第一方面，無(wú)線通信頻率頻譜；第二方面，無(wú)線傳輸技術(shù)；第三方面，通信系統(tǒng)智能化的程度以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的吞吐率。目前，全球正處于一個(gè)科學(xué)與信息技術(shù)新發(fā)展的時(shí)代，在這樣的額一個(gè)時(shí)代下，5G技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展中將會(huì)存在以下幾種特點(diǎn)：第一種特點(diǎn)，將會(huì)更加注重用戶的體驗(yàn)效果；第二種特點(diǎn)，對(duì)自身技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不斷的完善和改革，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)、多面和多用戶的無(wú)線，對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能進(jìn)行提高；第三種特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)進(jìn)行有效優(yōu)化；第四種特點(diǎn)，能夠?qū)?G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行靈活的配置；第五種特點(diǎn)，通過利用高頻譜頻率拓展技術(shù)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)5G技術(shù)得到人們的廣泛應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前5G技術(shù)的研發(fā)還存在不小的技術(shù)方面的問題，只有將這些問題全部解決，才能真正促進(jìn)5G技術(shù)未來(lái)的使用。

[1]彭景樂.5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的探討[J].中國(guó)新通信, 2014(20):52-52.

[2]談?wù)匦?關(guān)于5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)及若干關(guān)鍵技術(shù)的探析[J].數(shù)字通信世界, 2016(7).

[3]李可才. 關(guān)于5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)的探討[J].電子技術(shù)與軟件工程, 2016(16):39-39.

Discussion on the development trend and key technologies of 5G mobile communication

Huang Wenchao
（Guangdong Telecom Planning & Design Institute Co., Ltd.,Guangzhou Guangdong， 510630）

With the rapid development of the global economy, the level of science and technology continues to improve. In the short span of a few years, mobile communication technology has developed from the past 2G technology to the current 4G technology, which makes the mobile communication users in the practical application and experience has been greatly improved. However, due to the rapid development of the present era, 4G technology is no longer meet the needs of social development, the emergence of 5G mobile communication technology will become inevitable. This study analyzes the development trend of 5G mobile communication and related key technologies.

5G mobile communication；Development trend；Key technology；Discussion