5G移动通信发展趋势与若干关键技术分析

王利国

摘 要：随着科技的进一步发展，人们对于移动通信技术的要求更高，4G技术在某些方面还需要继续地进行突破性研究，移动通信技术未来的发展方向将会是5G技术，其技术水平会比4G移动通信技术有很大的提高。本文在对5G移动通信做了简单的概述，并且对总体的趋势做了进一步的分析，通过对5G移动通信若干关键技术进行探析。

关键词：5G;移动通信;发展趋势;关键技术

一、5G移动通信概述

5G网络，又被成为“第五代移动网络”，它是在4G网络的基础之上发展起来的，而传输速度则是4G网络的百倍之上。也就是说，几秒钟之内用户就可以下载成功一部高分辨率的电影。5G技术的概念一经提出就受到全球各地的关注与重视，它以每秒1G左右的速度进行数据传输，会为广大用户提供更多的便利。据全球电信运营商估计，5G移动服务将会于2020年左右开始应用。5G移动网络的性能更加优化，它的频谱效率高，性能可靠，应用范围进一步拓展，包括且不限于地铁、高速公路、车联网等等，能够为不同的用户提供高清视频、虚拟显示等业务体验。

二、5G的业务需求

1. 满足人们对虚拟现实的需求

在5G运行中，通过将听觉、视觉等感觉的技术进行集合，从而能够使模拟系统带来3D感应，使人们在现实生活中能够有一个全新的体验，能够加快实现虚拟和现实世界之间的交互体验，使其从真正意义上的满足对虚拟世界的需求。

2. 满足用户对高清视频的需求

5G移动通信传輸速度极快，基本上能够达到千兆传输的速度，在这里传输数据能够无限制的传输大量的数据，使得传送高清视频能有一个通畅的速度，移动用户可以获得高速的速率，从而保证随时随地能够欣赏到高清视频。

3. 满足智慧城市的需求

智慧城市的建设，是在综合云计算、物联网等一系列的网络平台与现实世界之间的结合，是城市升级转型的结果。智慧城市理念下各大城市纷纷投入建设，引起了一系列的建设热潮，未来智慧城市将会成为业界的研究热点。未来5G移动通信将会带来一个全新的高质量、高速度的网络服务，因此能够在很大程度上促进智慧城市的创建。通过使用5G移动通信，可以使相关的智慧服务进行便捷地使用、支付，达到真正意义上的满足智慧城市的需求。

4. 满足物联网的需求

在未来世界，物体通过一系列的感应装置，通过网络运行到相关的平台，从而实现可靠、高速的处理，最终能够实现智能化，将定位、跟踪、管理相结合，从而以各种无线、高速的方式来处理物联网信息，实现真正意义上的通信保障，以各种安全的方式投入到网络中。

5. 满足全新的用户体验

在5G移动通信中，已经基本上实现了以体验为主的服务方式，而不再是运用之前的以技术为主导的服务理念。在5G移动通信中，将多种新型的无线接入技术和有线接入技术相结合，可以为用户提供更加极致的体验，从而在很大程度上实现用户新体验，加快用户对移动通信的认可。

三、5G移动通信若干关键技术

为了更好地提高5G的运行传输速度，在5G系统的设计中将会进一步采取频谱效率的技术，例如一些波形设计技术、多天线技术等等。在这些无线网络方面，将会在此基础上采用一些新兴的网络架构技术，对5G移动通信进行新一轮提高。

5G移动通信主要采用的是超高能的无线传输技术和高密度的无线网络技术。

1. 无线传输技术

（1）大规模MIMO技术

MIMO技术所带来的好处主要有：大规模MIMO的空间分辨率与现有的相比已经得到了很大程度的加强。在这种情况下，它能够进一步地挖掘空间，对其维度进行把握，使得不同的用户能够在同一时间自由进行通信，从而能够不需要增加基站密度就可以实现频谱效率的提高。此外，在大规模的MIMO中可以将波束集中在很窄的区域内，从而能够大幅度地降低干扰，同时也能够提高功率。

目前，在对MIMO技术的研究中，仍旧发现了一些不足。例如，由于传输方案基本采用的是TDD系统，在这些系统中，所使用的基本上都是单天线，这就导致它的数量远远小于基站天线的数量，使得导频数量会随着用户的增加而不断增加。

（2）基于滤波器组的多载波技术

多载波技术在无线通信系统中有着非常广泛的运用，它能够有效提高频谱效率，对一些多径衰落现象进行对抗。但是我们能够看到，OFDM技术也存在着一些不足之处。例如，由于各子载波具有相同的带宽，因此在运行的过程中需要保持同步，各子载波必须保持正交现象，这在很大程度上严重影响到了使用的灵活性。为了更好地解决这一问题，因此采用了基于滤波器组的多载波技术。这一技术能够广泛用于雷达信号处理、信号处理等方面。基于滤波器组的多载波技术，它不再需要各载波之间进行正交，也不需要再进行插入循环前缀。它既能够实现各载波之间的带宽设置，同时也能够保证其灵活控制，从而对一些细小的零件进行控制。

2. 无线网络技术

（1）超密集异构网络技术

在5G系统中，由于其拥有无线传输技术，因此其注定是多种无线接入形式的。在超密集异构网络技术中，由于网络密集程度较高，因此使得网络节点离终端更近，从而能够有效的促进频频效率以及功率的提高，并且在更大程度上提高了网络系统的容量，在灵活性方面也得到了提高。虽然超密集异构网络技术为5G移动通信提供了更加美好的前景，但是，由于节点之间出现距离减少的现象，导致系统中也在不断的出现问题。因此，这就需要针对这一技术进行改进。在这一基础上，可以通过利用有线回传方式，这不仅能够有效的节约资源，同样也能够有效的简化程序，使得移动通信运行更好的发展。

（2）自组织网络技术

为了和传统的移动通信技术相区别，减少人力和物力资源的投入，因此在满足客户需求的同时，提出了在移动通信中运用自组织网络技术的概念。这一概念中，是通过在网络中引入自组织能力，其中包括了自我配置、自我优化等等，从而在更大程度上减少人工的干预。目前，自组织网络已经明显呈现出优势。

5G是融合、协同多制式共存的异构网络。随着业务和时间等空间不断地变化，因此有必要使得网络部署要适应这些动态变化。为了保证移动过程的平滑性，我们必须采用双连接的形式对目标进行优化选择。

（3）内容分发网络

内容分发网络是为了有效地解决互联网质量而提出的一种新的概念。传统情况中，一般内容的发布都由提供商完成。随着互联网访问的急剧增加，服务器很容易出现高负载的现象，使得网络更加拥塞，网站响应的速度也越来越慢。在此情况下，采用缓存服务器，并且将这些服务器尽可能地分布到比较集中的区域中。根据网络流量和节点之间的连接关系，用户信息会导向距离最近的服务点上，这样可以使得用户就近选取内容，从而很好地解决网站响应速度慢这一情况。

3. 软基站

作为一项重要的无线移动平台，将5G软基站融合于同一个硬件平台中，使其适应各种不同的软件需求，从而打破传统的方式，对网络进行重新架构，使其能够更加灵活地进行通信，从而达到真正意义上的精简管理，节约建网的成本，从而更好地服务于5G移动通信建设，在更大意义上实现管理提高。

结语

随着时代的发展，5G技术将可能在2020年投入使用。它的出现，将会满足广大人民的需求，让用户更好地进行业务体验。目前，5G移动通信还处于研究的初期阶段，这需要有关部门对一些关键技术进行了解和掌握，并结合人们生活的实际需求，更好地进行研发。

参考文献：

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