5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術的思考

段巍 國家知識產權局專利局通信發明審查部移動通信處

引言：5G移動通信實際上也就是第五代移動電話通信標準，相比于前四代移動通信技術，5G移動通信對之前的通信技術進行了整合，具有著峰值速率高、覆蓋范圍、安全性高等優勢，因此，對于5G移動通信的應用已經成為了未來移動通信的必然趨勢。

1 未來5G移動通信的發展趨勢

隨著無線移動通信系統帶寬和能力的提升，面向個人和行業的移動互聯網和物聯網應用快速發展，無線移動通信技術與計算機及信息技術將會實現更深層次的融合，而物聯網、云計算、軟件技術等領域也將更快的發展起來，從而為我國5G移動寬帶產業的發展提供支撐，而在這一整體趨勢下，5G移動通信的商用也會具有更為良好的基礎條件。而從具體上來看，5G移動通信技術的發展同時也意味著更好的移動通信效果，因此一旦5G移動通信得到廣泛應用，人類在萬物互聯的方向上將邁出重要的一步，也就是說，移動通信技術會在工作學習、休閑娛樂、社交互動、工業生產等多個領域中實現深入融合。在這一背景下，未來社會的消費形態會更加豐富，用戶的體驗需求會更高，很多新的產業、業態也會隨之誕生。同時，在5G移動通信的支持下，信息化和工業化會產生更加密切的聯系，并因此發生深層次的產業變革，這樣一來，5G移動通信技術將會應用于研發、生產、銷售等各個產業中，并使研發、設計、營銷、等環節產業呈現出數字化、智能化、協同化的發展趨勢，而工業生產管理也會更加智能化并實現產品全生命周期的信息共享。

2 5G移動通信的關鍵技術分析

作為前四代移動通信技術的集合，5G移動通信技術的技術應用是非常復雜多樣的。首先在信號覆蓋方面，5G移動通信采用了密集網絡技術，如圖1。這種密集的網絡部署不僅大大提高了系統容量，同時還能夠實現對業務的分流，從而使網絡部署變得更加靈活，這對于信號全覆蓋以及1000倍流量的實現是非常關鍵的。而在傳輸技術方面，由于前幾代移動通信技術的傳輸效率一直在30Hz以下，因此傳輸空間十分擁擠，傳輸速度也比較慢，為解決這一問題，5G移動通信采取了高頻段傳輸，對高頻段的豐富頻譜資源進行了充分利用，從而使頻譜資源緊張的問題得到了很好的緩解，而傳輸速度也因此而大大提高。另外，高頻段傳輸不僅使得短距離通信變得高速化，同時還使得系統具有了充足可用帶寬、小型化的天線與設備以及較高的天線增益，這些對于通信傳輸也是非常有利的。其三，5G移動通信還實現了同時同頻全雙工技術。這種技術使得通信收發雙方能夠在相同的頻譜上同時進行發射和接收信號，相比與傳統雙工方式，不僅空口頻譜效率大大提高，同時也突破了傳統雙工方式在頻譜資源使用上的限制，使得頻譜資源的使用變得更加靈活。其四，5G移動通信還采用了一種基于集中化處理、協作式無線電與實時云計算構架的綠色無線接入網構架。這種新型網絡架構相比于線型的網絡扁平化架構具有著減小干擾、降低功耗、提升頻譜效率等多種的優勢，同時其智能化的集中處理也為維護運營工作提供了很大的便利，這對于維護運營成本的控制是非常有利的。然而需要注意的是，5G移動通信雖然采用了多種關鍵技術，并實現了移動通信在信號覆蓋、傳輸效率等多方面的提升，但目前由于目前很多關鍵技術仍不夠成熟，因此也存在著一定的弊端，如雙全工技術需要極高的干擾消除能力、高頻段傳輸容易受氣候環境影響等，而這也是未來5G移動通信需要解決的主要問題。

圖1 5G超密集網絡架構

3 結束語

總而言之，5G移動通信的發展雖然在目前仍屬于初級階段，但其在時效性、安全性、穩定性等方面的優勢卻使得其在未來的廣泛應用已經成為了必然，因此，我們必須要立足于長期發展，對5G移動通信技術進行深入研究與探索，從而在未來的移動通信競爭中占據先機。