關于5G移動通信技術分析及發展趨勢探討

郭智男

（中海油信息科技有限公司天津分公司，天津 300452）

1 引言

5G系統是面向2020年后推出的新一代移動通信系統，從目前的形勢來看，我國已經實現了4G移動通信系統的大規模商用，并且以華為等企業為首，在5G通信技術及其標準的探索方面取得了一定成就，這為我國未來5G移動通信系統的建設和商用打下了基礎。在這種情況下，我們有必要對5G移動通信關鍵技術進行深入地拓展和研究，并對其未來的發展趨勢和應用前景進行探索，從而為未來5G移動通信系統的順利推行提供保障。本文正是基于這一出發點，對5G移動通信關鍵技術進行了分析，并對其發展趨勢和應用前景進行了探討，希望對5G網絡的建設和發展能夠有所借鑒。

2 5G移動通信的關鍵技術分析

2.1 高頻段傳輸技術

目前的移動通信頻段主要在3GHz以內，但隨著移動通信用戶的增長，頻譜資源變地十分緊缺，所以有必要探索高頻段傳輸技術。高頻段中的毫米波頻率是27.3～350GHz，它比微波的全部寬帶加在一起還要大很多?？紤]到毫米波系統非常便于實現小型化，并能夠實現高速短距通信，這就為滿足5G的傳輸速率和容量提供了支持。

2.2 多天線傳輸技術

經過多年的發展，多天線技術一直在不斷突破，目前已經經歷了從二維到三維，從無源到有源，從高階多輸入多輸出到大規模陣列的發展。該技術可以將頻譜資源的利用率大大提升，這對緩解移動通信頻譜資源短缺的現狀意義重大，是5G通信領域需要重點研究的關鍵核心技術之一。

2.3 同時同頻全雙工技術

該技術是一種高效的頻譜效率技術，它可以在同一信道上實現兩個方向信號的同時傳輸。在具體實現過程中，通信雙工節點的接收機通過對自身發射信號干擾的消除，就可以實現在發射信號的同時也接收另一節點的同頻信號。

2.4 設備間直接通信技術

目前的移動通信系統還是以基站為組網中心，通過基站實現對通信區域的覆蓋。但基站都是固定的，不能隨意移動，進而就限制了移動通信網絡的結構。在未來的5G移動通信系統里，用戶的規模會進一步擴大，而且通信業務也會進一步增長，傳統的移動組網方式已經難以滿足發展的要求。在這種情況下，實現D2D直接通信，使移動設備可以不通過基站就實現直接通信，是拓展5G移動通信系統接入方式和網絡連接的關鍵技術。

2.5 密集網絡技術

5G是一個智能化、寬帶化、多元化的綜合性網絡，其數據業務將是當前4G網絡的幾百乃至上千倍，而為了滿足這一數據需求，就要部署密集的網絡。在未來5G系統里，向高頻段寬帶，將采用更加密集的網絡方案，部署高達200個以上的扇區。

2.6 新型網絡架構技術

不同于4G移動通信網絡，為了滿足未來5G高效率、大規模、大容量的用戶使用需求，要求5G網絡必須具有低時延、低成本、易維護和扁平化等特點，所以需要采用新型的網絡架構技術。目前，云架構和C-RAN（如圖1所示）是學術界和產業界的熱點。

圖1 C-RAN網絡架構示意圖

2.7 智能化技術

未來的5G中心網絡是由大型服務器組成的云計算平臺，通過交換機網絡、路由器與基站進行連接。在5G網絡中，宏基站將具備大數據存儲和云計算功能，可以處理大規模數據的計算問題，而且時效性很強。同時，面對不一樣的業務，支持多種連接方式，天線形式、接入方式和網絡形態也都具有多樣化的功能。為了實現上述要求，就需要移動通信網絡具有自動切換配置、智能調度資源和智能識別等功能，進而實現智能組網，所以智能化技術也是未來5G通信的關鍵技術之一。

3 5G移動通信的發展趨勢和應用前景探討

與當前已經實現了大規模商用的4G網絡相比，5G移動通信技術在頻譜利用率、數據傳輸速率、資源利用率、無線覆蓋率、傳輸延時以及用戶體驗等方面都會顯著提升。尤其在智能化技術、新型網絡架構技術、無線移動技術等全面融入后，5G移動通信技術在各項關鍵性能指標上都會比4G技術顯著提升，低成本、高性能以及全面智能化將是5G移動通信技術的主要發展趨勢。

因為5G移動技術的諸多優勢，其未來將被充分應用到交通、醫療、休閑、工作以及居住等領域中，還會滲透到物聯網和其他各行各業，與醫療器械、交通工具、工業設施等進行深度融合，并能為用戶提供增強現實、云桌面、在線游戲以及超高清視頻等極致體驗。

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