新時期背景下5G技術的發展與困境研究

周峰 中通服咨詢設計研究院有限公司

引言：在信息化時代中，網絡已經成為了人們日常生活中不可或缺的一部分。通過網絡，人們可以方便地實現異地信息共享和大數據的傳輸交流。因此，網絡技術的發展長期以來一直受到人們的關注。移動通信技術作為網絡技術的重要組成部分，是智能移動端實現日常網絡交流的重要技術手段。因此，其發展研究逐漸成為了熱門研究課題。

為了滿足人們對移動通信技術的數據傳輸速率的要求，世界各大通信強國都在抓緊研發自己的5G移動通信技術。目前，5G移動通信的關鍵技術研究已經取得了比較大的突破。但由于時代和技術等方面的變化，現有的5G關鍵技術在發展實現方面還存在一定的問題和不足。

本文擬通過分析5G移動通信技術的發展現狀，對其關鍵技術的發展實現方法進行研究探討。

1. 5G關鍵技術的發展與困境

早在4G移動通信應用之處，人們就提出了5G移動通信的概念。經過多年發展，5G移動通信已經取得了比較大的突破。而在關鍵技術方面，5G移動通信還面臨著一些困境。

1.1 5G技術發展現狀分析

5G技術目前尚處于研發階段，主要表現在核心技術部分已經完成，但支撐子技術和子系統的研發建設還處于進一步的開發和完善階段。現階段，歐美、東亞（主要是中國、韓國與日本）都在著手開發自己國家的5G技術，以圖在未來的移動通信市場上搶占先機。

2016 年，我國正式披露了國家5G技術的研發活動。目前，我國5G技術的發展目前處于第二階段，主要是支撐技術的完善。按照研發進度規劃，我國將在2019年推出5G技術的商用產品。大規模的應用預計將在2020年實現。

我國目前進行5G技術開發的公司主要包括華為、愛立信、OPPO等眾多移動電話開發商。由于5G技術還在開發階段，所以我國還未建立覆蓋全國范圍的5G技術信號基站。而是先在上海、北京等地進行試驗性的試用。

就發展現狀而言，我國5G技術的開發已趨于完成，但距離大規模的商用還有一段距離。主要原因在于5G部分關鍵技術面臨著發展困境。

1.2 5G關鍵技術發展困境分析

5G關鍵技術目前面臨的最大困境是信息傳輸速率方面尚未達到5G移動通信商用標準。按照技術標準，5G移動通信將提供給人們10Gb/s的數據傳輸速率。而目前所測試的結果在理想狀態下為傳輸速度峰值5Gb/s。相比目前廣泛使用的4G移動通信，在無線數據傳輸上已經有極大的突破。但距離5G的技術標準尚有一段距離。

此外，由于現代社會正面臨著信息化改革，信息化系統在日常生活中的使用越來越廣泛。5G移動通信如何實現與信息化系統的無縫連接，也成為了人們關注的重點之一。

2. 5G關鍵技術實現分析

要實現5G移動通信的商用，必須要對其關鍵技術的發展取得突破。本文通過分析多方資料，對5G關鍵技術中的無線傳輸技術、信號覆蓋同步技術和與信息化系統結合技術的發展提出了建議。

2.1 5G無線傳輸技術的實現

5G移動通信要實現良好的無線傳輸，需要占有比較好的頻段資源。目前，低頻段資源雖然覆蓋更好，但資源有限，無法滿足5G移動通信的發展。因此，我們認為5G移動通信應該朝著高頻段（2.6GHz以上）方向發展。

目前的網絡狀況已經可以提供給5G移動通信充足的帶寬。因此，5G移動通信高頻段應用主要面臨的技術難點是小型化天線設備的制作采用、天線增益的提高等。通過采用信息化生產工序，這些問題已經得到了比較好的緩解。我們需要做的工作是進一步完善相關的系統設計。

2.2 5G信號覆蓋同步技術的實現

高頻段是5G移動通信未來發展的方向，但存在著覆蓋能力差等缺點。因此，5G移動通信目前尚需要進一步完善的關鍵技術主要有兩個，一是高速移動信號的覆蓋和同步，二是5G技術在智能移動端上的應用開發。

2G/3G/4G都面臨著一定程度上的信號不同步和覆蓋不全面的問題。5G移動通信有著更高的網路數據傳輸速率，需要更好的數據傳輸算法和相關技術設備的支撐。主流的解決方法是建設新的移動信號基站和采用區域基站同步的技術方法，實現區域內的移動信號同步，如圖1所示。

圖1 移動信號同步方案（下行同步）

而5G技術在智能移動端上的應用開發則是主要是面對5G技術的未來發展。智能移動端雖然在功能上與移動電話越來越相似，但是其內部缺乏SIM卡一類的客戶識別模塊。這些核心器件的缺乏，導致了5G移動基站無法識別到該移動端是否具有網絡使用資格。因此，在相關識別技術開發完成之前，5G技術將很難在智能移動端取得比較好的應用。

2.3 5G技術與信息化系統的結合

除了智能移動端，5G技術未來的發展也必然會和信息化系統接合在一起。因此，5G技術與信息化系統的結合也是我們需要關注的重點之一。

信息化系統正常工作的基礎是計算機系統和網絡系統，只有它們能夠為信息化系統提供智能數據分析處理能力和大數據傳輸能力。隨著計算機技術的發展完善，超小型高性能計算機已經成為現實。而網絡系統的工作目前更偏向于利用互聯網實現。這對信息化系統的使用產生了很大的限制。如果工作地區沒有網絡系統或者發生網絡故障，信息化系統的功能也會大打折扣。因此，人們需要為信息化系統提供一個新的穩定的數據傳輸網絡。而5G技術則能夠滿足這一類的需求。

因此，我們認為5G技術在發展完善后，必然會開發出新型的、可以適用在信息化系統上的子技術。與智能移動端類似，這一類子技術必然會擺脫電話卡等的限制，會有更好的適用性。

結束語：5G移動通信對于未來社會的發展有著重要的意義。為了推動5G移動通信的應用和發展，本文通過分析5G移動通信的發展現狀和面臨的問題，結合技術發展的特點，對5G移動通信中無線傳輸技術、信號覆蓋同步技術和與信息化系統結合的實現進行了研究探討。這些研究對5G移動通信的發展有著很好的幫助。