5G移動通信發展趨勢與關鍵技術分析

李波 陳宏亮 魏明 78156部隊78167部隊

5G移動通信系統是基于4G通信系統研發而成的一種新型通信系統，同4G移動通信相比，其無線信號的傳輸和覆蓋效率更快、更廣，在保證數據傳輸安全基礎上，提升了用戶體驗效果。同時5G移動通信系統的靈活性較強，自動化調整能力高，適應性高，確保了數據信息的傳輸效率，為各領域的發展帶來的顯著優勢。

1. 5G移動通信系統所具有的主要特征

1）通過5G移動通信系統的研究，加強了國家對于技術改革的重視力度，為改革內容的推進做出的貢獻。同時通過對用戶信息反饋的收集、網絡速率的檢測更好的提升了通信系統的功能性，提升了移動通信系統的使用效率。

2）加強了移動通信系統體系的構建，打破了傳統通信技術的限制，更好的提升了移動通信質量。傳統的移動通信系統大多是以點到點的物理傳輸以及信息破譯等技術內容的研發為主的，而5G移動通信系統在進行上述技術研發的同時，加強了對多點、多用戶等組網的研究效率，提高了通信系統的覆蓋范圍，為用戶帶來更多暢快的體驗。

3）提升了室內通信質量。傳統的移動通信系統在信號覆蓋范圍上并未進行重點關注，這使得室內通信質量較差，但是隨著5G移動通信的研究和應用，將室內通信技術的發展作為重點研究內容，更好的提升了通信系統的性能，保證了通信效果。

4）在5G移動通信技術中應用了較多的高頻段頻譜資源，雖然增加了通信系統的性能，但是由于高頻段的穿透力較差，信號接受上還存在一定的限制，為此，在后續研究中，將會把提升穿透力效果作為重要研究對象。

5）5 G移動通信系統的出現，一方面降低運營商的投資成本，保證了企業的經濟效益；另一方面通過先進技術的應用，運營商能夠對整個網絡流量的使用情況進行及時掌控，提升資源劃分的合理性和協調性，大大提升了用戶體驗效果。

現階段，5G移動通信已經成為各國家研究的重點內容之一。隨著信息技術和互聯網技術的大力發展，5G移動通信也會向著完善性、多樣化的方向發展，提高信息數據傳輸的質量和安全，進而為用戶提供更多優質的服務體驗。結合目前5G移動通信的發展和運行情況可以推斷出，其將會在4G網絡基礎上進行無線傳輸技術的進一步研發和拓展，并通過智能化系統的引進，不斷提高5G移動通信系統的功能性，加速信息數據的處理效率。

2. 5G移動通信關鍵技術分析

2.1 無線網絡技術

1)多載波技術

5G移動通信數據傳度快，其最大帶寬可達1GHz。當前的移動通信中廣泛使用的OFDM優勢也十分明顯，其頻譜效率較高，抗多徑衰落的能力較強，但是其在應用大范圍寬帶空白頻譜方面存在著明顯的不足。多載波技術中設置了濾波器，因此有效解決了這一問題、在多載波技術當中，發射端主要利用合成濾波器組對多載波產生調節作用。接收端主要利用分析濾波器來控制多載波。該技術的子載波可獨立處理，從而解決了以往子載波同步的問題，子載波不需要插入前綴，不需要固定的正交，因此有效減少了載波之間的互相干擾，因此5G移動通信系統運行多載波方案實現和運行中，多載波技術發揮了不可忽視的作用。

2）大規模MIMO技術

無線通信系統研發中，采用多天線技術能夠保證系統頻譜傳輸的速度，從而增強了系統運行的安全性。該技術可借助發射接收天線加大信道容量，所以若要增加系統容量，只需增加天線的數量。在基站中利用該技術可設置大量的天線。其可在相同的時頻資源當中為多個用戶提供高質量的服務。該技術還可有效提高空間分辨率，此外還可十分顯著地控制其他因素的干擾。

3）全雙工技術

全雙工技術能夠在同時和同頻的條件下開展雙向通信。在無線網絡運行中，發射信號對接收信號會產生不同程度的干擾。現階段主流的技術無法實現同時同頻的雙向通信。而采用該技術一方面可減少無線資源的無謂消耗，提高頻譜應用的靈活性，從而也提高了5G移動通信的運行效益。

2.2 無線傳輸技術

1）自組織網絡技術

自組織網絡技術是網絡智能化發展的重要體現，該技術的應用大大提高了網絡自愈合、自配置和自組織能力。系統可自行排除故障并根據故障給出有效的優化方案，減少了系統運維過程中的人員需求。這一技術提高了系統運行維護的質量和效率，減少了人力資源的成本投入。在通信網絡技術不斷發展的今天，自組織技術已經成為一項不可替代的技術。此外，高層次的智能化也是5G移動通信系統得以正常運行的基礎，因此，在5G系統建設中，自組織網絡技術也扮演著重要的角色。

2）超密集異構網絡技術

無線傳輸技術是5G系統當中的一項重要的技術，因此系統的無線接入方式具有多樣性，該技術網絡密度較高，因此網絡節點和終端的距離較小，保證了功率以及頻譜的效率，此外還可起到擴展系統容量，提高系統運行靈活性的目的。雖然該技術的發展與應用為5G技術的發展創造了有利條件，但是節點的間距有所減小也使系統運行過程中出現了新的問題，因此應結合實際問題采取有效的改進措施。有線回傳能夠起到節約資源的作用，同時還可簡化程序，從而推動了我國移動通信技術的平穩發展。

3. 5G移動通信的發展趨勢

5G移動通信的未來發展趨勢主要表現在以下五個方面：

1）增加數據流量。相信在未來的十年后，全球的移動數據流量很可能是當前的一千倍，所以5G移動數據流量在發展進程中要提升一千倍以上，并且其吞吐量要確保在100GB/S/km2以上。

2）擴大聯網設備的數量。現階段，我國的智能終端設備迅速發展，預計到二十年后互聯網設備的數量大概在五百至一千億個之間。另外，在所有5G移動通信網絡的覆蓋范圍內，所支持的設備數量和4G移動通信網絡相比將增長大約一百倍，同時達到100萬/km2以上。

3）提高可靠性。5G移動通信網絡主要是為了給用戶帶來更好的體驗，縮短時延，提高網絡的可靠性，讓用戶隨時都能夠享受到在線服務。5G移動通信網絡的時延和4G相比較，縮短了約5-10倍。另外，關系到用戶資金等特殊服務，也提高了相應的可靠性。

4）提升頻譜的利用率。未來5G移動通信網絡的用戶規模會普遍增大，流量的使用頻率也會逐漸升高。所以，5G移動通信網絡主要是通過創新技術來提高頻率的利用率。與4G網絡相比較，5G的平均頻譜效率要提高至少5-10倍，可以在一定程度上緩解大量用戶同時使用所造成的頻譜資源短缺的問題。

5）降低網絡耗能。5G移動網絡的發展主要是遵循綠色低碳低能低耗的發展路線，使用節能的設計理念，全面提高網絡能耗的效率，該能耗與當前移動通信網絡水平相比，完全可以滿足用戶一千倍流量的需求。

4. 結束語

總之，當前移動通信技術發展速度不斷加快，4G移動通信技術已經十分成熟，2020年，5G技術將正式投入市場，該技術的出現可優化移動無線網絡，同時也可滿足人們對網絡提出的更高要求。其可為用戶提供更加優良的網絡使用體驗。但是5G網絡技術研究依然需要不斷完善，有關部門應掌握與5G技術相關的關鍵技術，從而促進5G技術的研發與應用。