5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術探討

金立民 張凌暉

【摘 要】進入互聯網時代以來，網絡在我們的日常生活中扮演著越來越重要的角色，從2G、3G到4G，移動通訊技術在發生日新月異的變化，不管是軍用還是民用，移動通訊的發展一直跟隨時代的腳步。現如今，4G在全球范圍內取得了良好的發展與廣泛的應用，并且取得了良好的效果，基本上滿足了人們日常生活的網絡要求。但是，隨著科技的發展，人們對移動通訊的要求越來越高4G在某些方面已經不足以滿足現在與日增長的通訊需求，而移動通訊的下一個階段性突破點5G應運而生，其技術水平相比4G會有大幅度提高。本文將首先敘述5G通訊的技術特點，然后借由其發展趨勢對其若干關鍵技術展開進行探討。

【關鍵詞】5G移動通訊；發展趨勢；技術探討

在任何領域，移動通信技術都是非常重要的，對于人們的日常生活來說，移動通信的改革將會對其產生翻天覆地的變化。于是，2G、3G、4G依次進入大家的視野中來改變我們的生活方式，但是其中所經歷的時間也不過短短的幾年而已，這就可以充分的說明科學技術發展速度之快，相似技術優勝略汰之快。科技在日新月異的發展，5G為我們提供更為強大的移動通信技術的新技術，很快也會進入我們的生活中來。雖然在全球范圍內，許多頂尖通信公司都在對5G通信技術進行相關研究，但不能否認的是，在現在的研究狀況下，5G依然存在著一些問題。

一、5G技術的特點介紹

（一）滿足人們對虛擬現實的要求

5G技術通過視覺、聽覺、觸覺等感官認知結合的方式，把3D感應系統帶入到模擬系統里面來，使人們在現實的世界里擁有一種全新的體驗，可以加快現實世界和虛擬世界之間的交互體驗，以此來真正滿足人們對虛擬現實的根本要求。

（二）滿足人們對高清視頻的需求

在4G網絡升級換代之后的5G網絡，網絡傳輸速度能達到千兆，在這種速度下的網絡環境內，移動終端可以無限制的快速傳遞大量數據，使得傳輸高清視頻變得流暢、快捷，在保證移動終端用戶能得到高速的網絡前提下，保證用戶隨時隨地欣賞海量高清的視頻。

（三）滿足智慧城市的要求

智慧城市，是科技進一步發展的成果，是城市進步的下一個目標，是在將大數據、云計算、物聯網等網絡共享平臺結合到現實世界的一種理念。現如今，各大城市紛紛投入到智慧城市的建設中來，為智慧城市的推廣與發展貢獻自己的力量。5G為互聯網絡和現實世界提供了一座高速、便捷的通道，因此在很大程度上是可以促進智慧城市的建設。通過使用5G網絡，可以使相關的互聯網產業得到迅速的發展和廣泛的使用，達到真正意義上的智慧城市。（四）滿足物聯網的需求

在未來的城市里，物品可以通過編碼的方式存入物聯網的云端大數據庫，進行信息篩選、信息整合，甚至可以進行進一步的處理。5G移動通信技術通過快速的網絡傳遞服務，做到定位、跟蹤、管理相結合，以各種無線、快捷的方式來處理物聯網的信息，并以各種方式投入到網絡中來。

（五）滿足全新的用戶體驗

在4G的基礎上，5G不單單只滿足于技術路線，不在僅僅以技術為主導的運行方式，而是以用戶的體驗作為服務方式。在5G移動通信中，結合多種無線接入技術和有線接入技術，為用戶提供更加極致的使用體驗，增加客戶的滿意程度，加快對無線通信的認可度。

二、5G通信技術的若干關鍵技術

（一）無線傳輸技術

1.大規模MIMO技術

為了進一步的挖掘更多的空間，對其維度進行更精確的把握，使得更多的移動用戶在同一個時間段進行即時通話，并且在不需要增加基站密度的前提下，盡可能的提高頻譜效率，開發出的MIMO技術已經得到了很大程度的加強與發展。另外，大規模的MIMO技術可以在很狹窄的區域范圍內集中波束，從而大幅度降低其他干擾，提高效率。

但是，在MIMO技術的研究發展中也遇到了很多瓶頸，例如：由于采用TDD系統的單一傳輸方案，采用的大部分都是單天線，這樣就導致其數量遠遠低于基站天線的數量，使得導頻數量不足以滿足用戶增加而不斷增加的需求量。

2.基于濾波器組的多載波技術

作為有效提高頻譜效率，對抗一些多徑衰落現象的技術，多載波技術在無線通訊系統中有著越來越廣泛的應用。可是顯而易見，OFDM技術也存在許多不足。例如，由于擁有相同帶寬的各子載波在運行過程中需要保持同步狀態，所以各子載波必須保持正交狀態，很大程度上影響了該技術使用的靈活性。新研究技術為了解決這個棘手問題，采用了基于濾波器組的多載波技術。該新技術可以廣泛的運用于很多方面，例如雷達信號處理、信號處理。而多載波技術不在要求各載波之間保持正交，也不需要插入循環前綴，又可以靈活控制，以此來對更多細小的零件進行單獨控制。

（二）無線網絡技術

1.超密集異構網絡技術

在5G通信系統中，因為無線傳輸系統的存在，所以無線接入形式是多樣的。在超密集異構網絡技術中，因為較高的網絡密集程度，網絡節點將會距離終端更近，因此可以更加有效的促進效率和提高功率，而且最大程度的提升網絡系統的容納量，同時也提高了靈活性。盡管超密集異構網絡技術的存在，5G移動通信具有更加廣闊的前景，但是由于網絡檢點距離的減小，也會致使更多的問題出現在系統中。于是，在這一基礎問題之上，可以利用更加有效的有限回傳方式，既可以節約更多的資源，更可以簡化系統運行程序，使得移動通信可以更好的發展下去。

2.自組織網絡技術

自組織網絡技術的提出是為了與傳統的移動通信技術擁有明顯的區別，在滿足客戶的需求前提下，同時減少人力物力等資源的投入。在這一技術中，是在網絡中引入自組織能力，包括自我配置、自我優化等功能。在目前的實際應用中，自組織網絡技術已經顯示出了其廣闊的應用前景。作為融合多制式共存的異構網絡，隨著業務范圍，服務時間空間的變化，5G必須要使網絡部署適應這些動態的變化。所以我們應該采用雙連接的形式來對目標進行合理的優化選擇。

3.內容分發網絡

為了有效解決互聯網質量的問題，內容分發網絡概念應運而生。在一般情況下，提供商提供內容的發布。但在未來，伴隨著互聯網訪問量的激增，服務器隨時都有可能出現高負載的狀況，使得本來通暢的網絡環境變得擁擠，所以網站相應速度也會越來越慢。在這種情況下，顯然需要新技術來解決該問題，于是蠶蛹緩存服務器，并且在比較集中的區域里將這些服務器盡可能的分布。于是，根據網絡流量和節點之間的連接關系，用戶的個人信息會流入距離最近的服務點上，這樣就有利于用戶選取最近的內容，以此來良好的解決網站響應速度慢的棘手問題。

三、結束語

綜上所述，隨著時代的更替以及科技的發展，4G技術已經不能滿足我們日程生活的要求，于是，5G這項基于4G開發而成的新技術逐漸進入我們的日常生活中來，同時，其發展趨勢和關鍵的技術性問題愈發受到科研界的廣泛關注。當前通信技術的發展與應用，不僅僅可以滿足廣大人民群眾的實際需求，同時還可以給與用戶好的網絡體驗，雖然目前5G還處于初級階段，但是只要上述關鍵性難題得到完美的解答，相信5G會得到大范圍的推廣和更加普及的運用。而要做到這一目標，首先相關部門應該對關鍵技術進行適當的了解以及整體的把握，并且積極的尋找人們真正的需求點，這樣才能幫助更好的研發5G通信技術。

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