5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)分析

盧紅霞 康田 劉蒙琦

【摘 要】移動(dòng)通信技術(shù)的進(jìn)步給人們的生產(chǎn)與生活帶來(lái)了翻天地覆的變化，雖然當(dāng)下4G技術(shù)的應(yīng)用取得了良好的效果，但隨著科技的發(fā)展，4G仍有不少突破性的發(fā)展空間，未來(lái)移動(dòng)通信的發(fā)展方向必將是5G技術(shù)。基于此，本文將通過(guò)對(duì)5G技術(shù)的介紹，進(jìn)而對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)和若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探究，以期為通信技術(shù)的發(fā)展提供有價(jià)值的參考。

【關(guān)鍵詞】5G；移動(dòng)通信；關(guān)鍵技術(shù)

隨著對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)研究的深入以及科技的推動(dòng)，相信5G通信技術(shù)將會(huì)很快走進(jìn)我們的生產(chǎn)和生活。現(xiàn)階段各國(guó)均進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)研究，但現(xiàn)階段的5G通信技術(shù)的研究方面仍存在不少問(wèn)題。在這樣的時(shí)代背景下，對(duì)5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)及若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的分析和探究則顯得尤為必要。

一、有關(guān)5G移動(dòng)通信的相關(guān)概述

5G移動(dòng)通信，是指伴隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的急速發(fā)展，其對(duì)網(wǎng)絡(luò)速度也提出了更高的要求，這在一定程度上也推動(dòng)了5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展；簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它是在4G技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的第五代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。具體而言，具有如下特點(diǎn)：

首先，相較于4G技術(shù)，5G移動(dòng)通信的傳輸速度可以高出上百倍。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，現(xiàn)在我們用4G下載一部高分辨率的電影可能需要近一分鐘左右，但在5G移動(dòng)通信下，只需幾秒鐘就可以完成了。

當(dāng)然，除了以每秒1G左右的速度進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸以外，伴隨5G移動(dòng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)于整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)而言，其信號(hào)覆蓋面不僅將會(huì)更加廣闊，而且也非常重視室內(nèi)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，這對(duì)于提高室內(nèi)信號(hào)和構(gòu)建良好的無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)疑起著巨大的推動(dòng)作用。

另外，5G移動(dòng)通信在不斷提高技術(shù)的同時(shí)，也格外注重用戶的體驗(yàn)。就目前的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，其在安全性和穩(wěn)定性上并不能得到十足的保證，不僅如此，其收費(fèi)也是相當(dāng)高的。而5G移動(dòng)通信可以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶網(wǎng)絡(luò)使用情況地實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)還具有頻譜效率高、性能更加優(yōu)化等優(yōu)勢(shì)，在保障用戶體驗(yàn)的同時(shí)，也大大降低了運(yùn)營(yíng)成本。

二、有關(guān)5G移動(dòng)通信技術(shù)的需求發(fā)展趨勢(shì)分析

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)相應(yīng)地也提出了更高的要求，5G移動(dòng)通信隨之也成為了人們關(guān)注的重點(diǎn)和未來(lái)移動(dòng)通信技術(shù)的新標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)推測(cè)，在2020年左右，5G移動(dòng)通信技術(shù)將會(huì)全面普及并成為最主要的通信系統(tǒng)。相較于4G，5G移動(dòng)通信不管是在系統(tǒng)安全性，還是網(wǎng)絡(luò)覆蓋性及用戶體驗(yàn)性等方面都有了顯著提升；同時(shí)，通過(guò)引進(jìn)全新的體系和結(jié)構(gòu)，也使得其更自動(dòng)化和智能化。根據(jù)調(diào)查和分析，其發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下幾方面：

其一，5G移動(dòng)通信可以更好地滿足人們對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的需要。由于5G移動(dòng)通信可以將聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)等感覺(jué)方面的技術(shù)進(jìn)行集合，進(jìn)而能通過(guò)模擬系統(tǒng)帶來(lái)3D全新的感應(yīng)。如此一來(lái)，不僅能給人們帶來(lái)全新的生活體驗(yàn)，而且也能更好地滿足人們對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的需要。

其二，5G移動(dòng)通信可以更好地滿足人們對(duì)傳輸速率的要求。由于5G移動(dòng)通信具有傳輸速度快的特點(diǎn)，因此在5G移動(dòng)通信技術(shù)下，用戶可以獲得更加高速的速率，可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地獲取并欣賞到高清的視頻和更加便捷的獲取信息，進(jìn)而給用戶帶來(lái)更加優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)。

其三，5G移動(dòng)通信可以更好地滿足人們對(duì)智能城市的需求。智能城市，是指在物聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算科技的推動(dòng)下，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和現(xiàn)實(shí)世界的結(jié)合，進(jìn)而給人們帶來(lái)更優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)和服務(wù)。未來(lái)通過(guò)5G移動(dòng)通信，在其高質(zhì)量、高速度的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)下，人們能使相關(guān)的智慧服務(wù)進(jìn)行更加便捷地使用和支付，從而真正滿足智能城市的需求。

其四，5G移動(dòng)通信可以更好地滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，在未來(lái)，物體能通過(guò)一系列的感應(yīng)裝置和相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)智能化的處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的有效定位、管理和跟蹤。

三、有關(guān)5G移動(dòng)通信的若干關(guān)鍵技術(shù)分析

就5G移動(dòng)通信而言，為了能給用戶提供更好的使用體驗(yàn)，其在技術(shù)上也進(jìn)行了諸多的革新，特別是在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無(wú)線傳輸技術(shù)方面。

（一）有關(guān)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的分析

對(duì)于全雙工技術(shù)來(lái)說(shuō)，其是之前的2G、3G、4G通信技術(shù)所不具備的；該技術(shù)的目的主要是為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)的同時(shí)和同頻傳播，全雙工技術(shù)的應(yīng)用不僅能使能源消耗得以大幅降低，同時(shí)也能進(jìn)一步提高頻譜的應(yīng)用效率，進(jìn)而提升5G移動(dòng)通信的效益。

對(duì)于多載波技術(shù)來(lái)說(shuō)，其是決定5G移動(dòng)通信技術(shù)數(shù)據(jù)速率高低的主要原因。當(dāng)前移動(dòng)通信技術(shù)大多采用的是OFDM技術(shù)，雖然該技術(shù)提高了系統(tǒng)的頻譜效率，也得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用，但仍受到大范圍的寬帶頻譜空白這一限制。而多載波技術(shù)是基于濾波器組基礎(chǔ)建立起來(lái)的，不僅可以增強(qiáng)頻譜效率，而且也能實(shí)現(xiàn)對(duì)多徑衰落現(xiàn)象的對(duì)抗和處理，是無(wú)線天線技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)中最為廣泛的應(yīng)用技術(shù)之一。

大規(guī)模的MIMO技術(shù)，也就是我們常說(shuō)的多天線技術(shù)，其不僅使得頻譜效率和傳輸速率得到了極大的提升，同時(shí)也將系統(tǒng)容量提升到更高檔次。這一技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)不同用戶在同一范圍、同一時(shí)間中自由靈活地開(kāi)展通信活動(dòng)；同時(shí)，大規(guī)模的MIMO技術(shù)也可以把波速控制在相對(duì)狹隘的區(qū)域，進(jìn)而降低空間的干擾度，使波速功率得以進(jìn)一步的增強(qiáng)。

（二）有關(guān)無(wú)線傳輸技術(shù)的分析

就無(wú)線傳輸技術(shù)而言，其主要由超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等關(guān)鍵性技術(shù)所構(gòu)成。此外通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的自我配置、自我愈合以及自由化性能，不僅使5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)性能得以保障，同時(shí)也能使人力資源的工作負(fù)擔(dān)得以降低，進(jìn)而降低了投入成本。而對(duì)于超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，由于其縮短了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的距離，進(jìn)而使得網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)墓β屎皖l譜效率得以極大提高，為5G移動(dòng)通信性能技術(shù)的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

結(jié)語(yǔ)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，同時(shí)隨著5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用條件的日漸成熟，相信將在不久的將來(lái)其必會(huì)投入使用，也必定會(huì)為我們帶來(lái)更好的用戶體驗(yàn)。不過(guò)值得注意的是，目前5G移動(dòng)通信技術(shù)正處于研發(fā)階段，相關(guān)部門(mén)在研發(fā)過(guò)程中，應(yīng)熟練掌握其中的關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合人們的具體生活實(shí)際，進(jìn)行更優(yōu)化的研發(fā)和設(shè)計(jì)。

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第一作者簡(jiǎn)介：

盧紅霞，1980.12.14，工程師。

（作者單位：河南黃河河務(wù)局信息中心）