5G移動通信關鍵技術與發展趨勢

文/黎小花

1 5G 移動通信技術概述

第五代移動手機通信標準，也稱第五代移動通信技術，外語縮寫：5G。5G移動技術是4G通信工程技術的延伸，目前正處于研究階段，預計2020年將在投入使用，5G網絡的理論下行速度為10Gb/s（相當于下載速度1.25GB/s），它不是采用單一的無線接入技術，也不都是全新的無線接入技術，而采用的是新的無線接入技術和現有無線接入技術的高度融合。所以說5G移動通信技術4G的升級版技術，在通過使用壓縮等若干技術后，其應用頻率大優于4G通信技術；在信息的傳播與處理方面，也比4G縮短了將近10倍；它的信息存儲能力也遠大于4G。

2 5G移動通信的基本特點

2.1 網絡速度高

5G移動通信技術首先要解決的問題就是速度問題。只有網絡速度大大提升，用戶體驗與感受才會有較大提高，網絡才能面對VR/超高清業務時不受限制。通過研究，5G網絡的理論傳輸速率可達10Gbps，這意味著用戶使用手機可以在不到一秒時間內即可下載一部高清電影。

2.2 網絡全覆蓋

5G通信技術中的最基本的特點就是網絡全覆蓋即泛在網，指在我們的生活的每一個角落都有網絡存在。比如目前我們去到一些地下商場會發現沒有移動網絡信號或4G信號很差，那么就會導致我們的一些業務無法開展，所以只有提高網絡的覆蓋面才能支持更加豐富的業務，才能在復雜的場景上使用，而5G采用大量的小型基站形成密集網絡，這樣就可以覆蓋大基站無法觸及的末梢通信。

2.3 能量消耗低

5G通信技術要想應用在智慧城市、環境監測、智能農業、森林防火等以傳感和數據采集為目標的場景，就必須把功耗降下來之后。而且5G技術要想應用在物聯網技術產品中，也只能把功耗降下來，讓大部分物聯網產品一周充一次電，甚或一個月充一次電，才能大大改善用戶體驗感，從而促進物聯網產品的快速普及。

2.4 傳輸時延低

5G使用全雙工通信技術，所以數據傳輸時延大地降低了。目前4G通信系統的往返時延是15ms，其中1ms用于基站給用戶分配信道和接入方式產生的必要信令開銷。雖然現在4G技術的15ms相對于絕大多數服務而言，已經是很夠用了，但隨著科技發展，之后興起的一些設備需要更低的延遲，例如移動云計算和可穿戴設備的聯網，4G技術就無法滿足了，所以就必須要有更低延遲的技術，而只有采用5G技術才能達到目的。

3 5G移動通信關鍵技術

3.1 多天線技術

多天線技術中的大規模MIMO技術不僅能夠在不增加頻譜資源的情況下降低發射功率、減小小區內以及小區間干擾，還能實現頻譜效率和功率效率在4G 的基礎上再提升一個量級，該項技術走向實用化的主要瓶頸問題是高維度信道建模與估計以及復雜度控制。

3.2 全雙工(full duplex) 技術

全雙工技術（Full Duplex）是通信傳輸的一個術語，即允許同一在傳輸線路的兩個方向上同時傳輸數據，它的傳輸能力相當于兩個單工通信方式的結合。5G技術中的全雙工技術得益于其強大的自干擾消除技術，真正的全雙工通信成為可能，無線頻譜效率大大提高，時延也大幅縮短，因此如果能夠將自干擾消除技術完美地應用，那無疑將是無線產業的一次顛覆性創新。

3.3 D2D技術

D2D即Device-to-Device，也稱之為終端直通。D2D通信技術是指兩個對等的用戶節點之間直接進行通信的一種通信方式。在由D2D通信用戶組成的分散式網路中，每個用戶節點都能發送和接收信號，并具有自動路由(轉發消息)的功能。D2D 技術能夠讓移動終端在使用通信功能的時候一定程度上擺脫依靠基站信號覆蓋面積的大小。

3.4 云計算技術

云計算是是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交互模式，通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展且經常是虛擬化的資源。云計算的“云”就是存在于互聯網上的服務器集群上的資源，它包括硬件資源（服務器、存儲器、CPU等）和軟件資源（如應用軟件、集成開發環境等），本地計算機只需要通過互聯網發送一個需求信息，遠端就會有成千上萬的計算機為你提供需要的資源并將結果返回到本地計算機，這樣，本地計算機幾乎不需要做什么，所有的處理都在云計算提供商所提供的計算機群來完成。

4 5G移動通信技術的發展趨勢

5G技術不僅僅是移動通信技術的升級換代，更是未來數字世界的驅動平臺和物聯網產品發展的基礎設施。5G移動通信技術的應用，將打破空間的局限，致力于應對未來爆炸式的移動數據流量增長、海量設備連接、不斷涌現的各類新業務和應用場景，同時與行業深度融合，滿足垂直行業終端互聯的多樣化需求，打造“萬物互聯”的新世界。

5 結束語

總的來說，5G移動信技術比4G技術更快、更好，是迄今為止最為先進的技術，是未來網絡發展的必然趨勢。5G移動通信技術相對于傳統的通信技術具有絕對的優勢。