5G通信關鍵技術及發展趨勢簡析

摘要：隨著我國移動通信技術發展的不斷加快，在很大程度上提高了人們的生活水平。而目前已經出現的5G移動通信無論是在技術還是使用方面都要比之前的4G移動通信更加優越和成熟，因此也廣泛受到了人們的關注。本文主要通過了解5G移動通信的概念和特點，并針對其中的集中關鍵技術，簡單的分析了未來的發展趨勢。我國目前已經提出了“5G發展戰略”，從其預期分析主要是為了實現各種電子設備之間的聯通，構建一具前所未有的虛擬世界，為人類創造新的生活形態。本次研究以此前景預期作為背景，對現階段5G認知下的移動通信關鍵技術與未來發展前景做出具體探討。

關鍵詞：5G移動通信，關鍵技術，發展趨勢

近年來，科學技術的不斷發展和進步，使移動通信已經慢慢走入人們的生活當中，同樣也對社會上的各個領域帶來了很大的發展和變化，滿足了當代社會對移動通信的需求。目前，5G移動通信的研發試驗過程已經在進行當中，并且成為移動通信技術的主要發展方向，將會成為我國未來新一代的信息基礎設施的重要做成部分。

1. 5G移動通信的概念

第五代移動電話行動通信標準，也成為第五代移動通信技術，外語縮寫：5G。也是4G之后的延伸，目前正在研究過程中，網速可達到5M/S-6M/S。作為最新一代移動通信技術，在覆蓋性和安全性方面都得到了有效的提高，解決了4G移動通信技術中存在的很多問題，在很大程度上滿足了當今社會移動網絡的需求，是我國未來移動通信技術發展的一次重大改革。

與傳統的4G移動通信相比，5G具有更高的速率、更寬的帶寬，預計網速比4G提高10倍左右，只需要幾秒就能下載一部電影;而且，還在無線覆蓋和傳輸延時方面得到了很大的提高，這種智能化、自動化、高可靠性的特點將會成為未來5G移動通信的主要發展趨勢，對拓寬融合產業發展空間，支撐經濟社會發展就有很大的促進作用。

2.5G通信的關鍵技術

2.1大規模MIMO技術

MIMO技術被視為5G移動通信網絡的核心技術，主要作用是在發射端和接受端分別使用多個發射天線和接收天線，使信號通過發射端與接受端的多個天線進行傳送和接收，從而改善了通信質量。它能充分利用空間資源，通過多個天線實現多發多收，在不增加頻譜資源和天線發射功率的前提下，可以成倍的提高系統信道的容量，在很大程度上提高了移動通信的傳輸效率，同時還具有很好的抗干擾性。

2.2全雙工技術

全雙工技術主要指的是實現同時、同頻進行雙向通信的技術。目前的移動通信技術中，發射信號和接受信號之間會相互干擾，影響了移動通信的信號傳輸質量。而全雙工技術可以在發送設備和接收設備采取點到點的連接，這就意味著在全雙工的傳送方式下降低無線資源消耗，靈活運用頻譜，提高了5G移動通信的傳輸效率和傳輸速度。

2.3自由組織網絡技術

由于傳統的移動通信網絡，主要靠人工方式來完成網絡部署和運維，消耗了大量的人力資源和成本。而自由網絡技術具有部署階段進行自規劃和自配，維護階段的自優化和自愈合的特點，安全簡易，在很大程度上改善了人工部署和運維的成本和人力資源消耗。自由組織網絡技術是未來移動通信網絡發展不可或缺的技術，同時也給5G移動通信的網絡性能提供了很好的保障，并在其中占有非常重要的地位。

2.4超密集異構網絡技術

未來的5G移動通信正朝著多元化的方向發展，隨著移動數據流量呈爆炸式的增長，超密集異構網絡將會成為5G移動通信提高數據流量的關鍵技術。該技術具有較高的網絡密集程度，因此，可以有效的縮短節點與終端的距離，使網絡的功率和頻譜大幅度的提高，同時也擴大了網絡覆蓋范圍，擴展了系統容量，并且增強了業務在不同接入技術和各覆蓋層次間的靈活性。雖然超密集異構網絡具有很好的發展前景，但是由于節點間的距離減少，網絡拓撲也更加復雜，需要針對這一問題進行改進，促進移動通信的發展。

3. 5G未來發展前景

3G與4G時代催生了工業4.0、工業互聯網的制造業發展新動向;而5G時代的到來將會拓展這些領域，并建立起一個以全球為單位的全面互聯。根據發展前景分析，2013年由歐盟發啟的這個項目在經過短短3年后便由我國的華為獲得技術突破，并首次提供了相應的行業標準，雖然屬于新興業務，但在基站建設、移動通信技術推廣方面華為已經超過美國的思科首先占據擁有了這塊蛋糕的切割權。當下的應用正在國家一些大型工程方面，遍及化的應用有待進一步的手機市場拓展;但已經在網絡系統吞吐率、網絡資源利用率、頻譜資源、智能化方面顯示了其巨大的優勢與威力。根據現有經驗以及預期，可以看到5G網絡在未來的應用范圍將無所不包，比如，在智能家居方面，由于5G網絡的普遍應用，可以將手機、所有家電進行可控制性的互聯，并營造出4G時代不曾有的虛擬觀看，使用戶直接在手機上看到立體畫面外投的家居情況。再如，通過5G技術的應用我國在“一帶一路”上的各種物流點將會迅速的實現一點與多點之間的聯通，真正實現物流信息的共享，而且產品的原產地將會直接通過虛擬世界的投影，使消費者與生產者之間建立起一個全景式的交互。從宏觀上觀察，如今正在退潮的全球化將會在5G網絡的全面普及化下重新獲得振作，并借助這個網絡使我國的舉國體制在世界范圍內掀起新一輪的全球交互，如電力的全球化供應、軍工業成果迅速轉化到民用生產等將全面獲得快速實現等。

4. 5G通信技術的研發

中國的3G移動通信技術和4G移動通信技術都在應用領域中發揮著作用，滿足了人們對網絡的高質量運行需求。在5G移動通信技術的研發進程中，對業務需求、未來的發展前景以及技術的升級等等都有所明確規定，而且進入到國際5G移動通信運行軌道。5G移動通信發展目標確定下來之后，主要的研究內容是體系架構、組網的頻譜結構、無線傳輸等等，推進無線網絡高通量、高密度方向發展。

5. 結束語

綜上所述，信息時代，人們對通信技術的依賴性越來越強，對通信技術的要求也越來越高。為推進移動通信技術更好地發展而不斷地技術升級，以最大限度地滿足移動用戶的需求。雖然目前通信技術已經達到4G水平，但是，面對用戶更高的通信技術要求，就需要對5G通信技術進行研發，以推進通信技術為移動用戶提供更為完美的服務。

參考文獻：

[1]吳泉.5G通信技術應用場景及關鍵技術分析[J].網絡安全技術與應用，2019，（5）

[2]廖德齡，劉懷仁，趙紅陽.5G通信技術應用場景及關鍵技術探討[J].通訊世界，2019，（1）

作者簡介：

段昌盛 男（漢） 1975年7月 湖北巴東 碩士學位 恩施職業技術學院信息工程學院副教授，

主要研究方向：計算機網絡技術，計算機軟件技術