5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)探討

楊帆

【摘要】隨著4G移動(dòng)通信技術(shù)的不斷完善和推廣應(yīng)用，逐漸取代了日常的2G和3G移動(dòng)通信的使用，移動(dòng)通信技術(shù)也再往更快速便捷的方向發(fā)展，于是5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。在未來(lái)的十年后5G通信技術(shù)將會(huì)取代4G移動(dòng)通信技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，但現(xiàn)在5G移動(dòng)通信還在研發(fā)探索的階段，不可置否，5G移動(dòng)通信具有比4G移動(dòng)通信更快的傳輸速率、更高的無(wú)線(xiàn)覆蓋率和資源利用率，還有更強(qiáng)的用戶(hù)體驗(yàn)等。5G移動(dòng)通信技術(shù)的研究在移動(dòng)通信領(lǐng)域有著十分重要發(fā)意義，促進(jìn)了信息交流的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】 5G移動(dòng)通信 發(fā)展趨勢(shì) 關(guān)鍵技術(shù)

一、5G移動(dòng)通信的概述

5G移動(dòng)通信技術(shù)是未來(lái)移動(dòng)通信領(lǐng)域的主要移動(dòng)通信技術(shù)，在2020年以后將成為第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)。隨著2G移動(dòng)通信和3G移動(dòng)通信到現(xiàn)在的4G移動(dòng)通信，近幾年來(lái)移動(dòng)通信技術(shù)飛速發(fā)展，創(chuàng)新技術(shù)也在不斷涌現(xiàn)，不同階段的移動(dòng)通信技術(shù)都各自有各自的發(fā)展空間和技術(shù)特性，未來(lái)的5G移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展將會(huì)得到一個(gè)質(zhì)的飛躍。第五代移動(dòng)通信技術(shù)，也是4G移動(dòng)通信技術(shù)之后的延伸，目前5G移動(dòng)通信技術(shù)的需求和關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)基本得到確定，國(guó)際電聯(lián)將5G移動(dòng)通信的應(yīng)用前景分為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)方向，各個(gè)國(guó)家均認(rèn)為5G移動(dòng)通信除了支持移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，還會(huì)解決機(jī)器海量無(wú)線(xiàn)通信需求的問(wèn)題，極大促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的快速發(fā)展。

二、5G移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為5G移動(dòng)通信技術(shù)提供了基礎(chǔ)動(dòng)力，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將成為以后各種技術(shù)的基礎(chǔ)性平臺(tái)?，F(xiàn)如今的移動(dòng)通信技術(shù)和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)將成為5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究基礎(chǔ)，進(jìn)而給5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展提供更高的質(zhì)量傳輸質(zhì)量和系統(tǒng)效率要求。其中，5G移動(dòng)通信技術(shù)將在三個(gè)主要方面得到提升，第一點(diǎn)就是無(wú)線(xiàn)傳輸效率，擴(kuò)寬了無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信的頻率段到高頻率；第二點(diǎn)是通信系統(tǒng)的智能化和系統(tǒng)吞吐率，在新的體系構(gòu)建和智能化能力的提升了整個(gè)系統(tǒng)的吞吐率；第三點(diǎn)是無(wú)線(xiàn)通信頻率資源，相比4G移動(dòng)通信技術(shù)資源利用率提升高達(dá)十倍左右。5G移動(dòng)通信系統(tǒng)主要的目標(biāo)在于成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)性服務(wù)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的2G移動(dòng)通信、3G移動(dòng)通信和4G移動(dòng)通信相比5G移動(dòng)通信有了更高的用戶(hù)體驗(yàn)，在虛擬現(xiàn)實(shí)、交互式游戲和3D的支撐能力等技術(shù)方面進(jìn)行了革新，有了更強(qiáng)的用戶(hù)體驗(yàn)。5G移動(dòng)通信系統(tǒng)主要在室內(nèi)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)上得到大規(guī)模的提升，從無(wú)線(xiàn)覆蓋范圍的擴(kuò)大提升室內(nèi)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)在通信業(yè)務(wù)中的地位。

三、5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)

1、大規(guī)模的MIMO技術(shù)。多天線(xiàn)技術(shù)是提高通信系統(tǒng)頻譜效率和傳輸速率的有效手段，已經(jīng)充分應(yīng)用到各種類(lèi)型的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中。在大規(guī)模的MIMO中，基站需要配備數(shù)量巨大的天線(xiàn)并且把這些天線(xiàn)集中的配置在一個(gè)基站上。這種做法發(fā)優(yōu)點(diǎn)在于可以深度發(fā)掘空間維度資源，進(jìn)而提高頻譜效率；將波束集中在一定的范圍內(nèi)可以減少其他干擾；大幅度的降低發(fā)射功率，進(jìn)而提高功率的效率；在天線(xiàn)的大小達(dá)到要求時(shí)，其線(xiàn)性編碼和監(jiān)測(cè)會(huì)達(dá)到最好。這四個(gè)優(yōu)點(diǎn)可以使大規(guī)模MIMO技術(shù)得到廣泛使用，從現(xiàn)有的信息可以得出天線(xiàn)的數(shù)量與頻譜效率大小有著密切的聯(lián)系。

2、基于濾波器組的多載波技術(shù)。5G移動(dòng)信息系統(tǒng)中，基于濾波器組的多載波技術(shù)可以解決很多問(wèn)題，目前通信系統(tǒng)所使用的 OFDM技術(shù)雖然在對(duì)抗多徑衰落、頻譜效率方面有一定的優(yōu)勢(shì)，但其對(duì)于無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)大范圍帶寬中的一些空白頻譜的缺乏應(yīng)用能力。FBMC 技術(shù)作為5G移動(dòng)通信系統(tǒng)多載波方案的重要選擇，吸引了越來(lái)越多人的研究興趣由于在FBMC技術(shù)中，多載波性能取決于原型濾波器的設(shè)計(jì)和調(diào)制濾波器的設(shè)計(jì)，而為了滿(mǎn)足特定的頻率響應(yīng)特性的要求，要求原型濾波器的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于子信道的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度高，不利于硬件實(shí)現(xiàn)。5G移動(dòng)通信發(fā)展符合要求的濾波器組的快速實(shí)現(xiàn)算法是 FBMC 技術(shù)重要的研究?jī)?nèi)容。

3、雙全工技術(shù)。雙全工通信技術(shù)是同時(shí)、同頻進(jìn)行雙向通信的技術(shù)手段。現(xiàn)如今的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，被網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端側(cè)中存在的固有發(fā)射信號(hào)對(duì)信號(hào)接收的信號(hào)的干擾，向線(xiàn)路是通過(guò)頻率或者時(shí)間進(jìn)行區(qū)分，同時(shí)、同頻進(jìn)行雙向通信技術(shù)還不夠完善， 因此還不能實(shí)現(xiàn)同頻且同時(shí)的雙向通信。所以，現(xiàn)有的通信手段在無(wú)線(xiàn)資源上有非常大的浪費(fèi)。因此，同頻同時(shí)的全雙工技術(shù)是5G移動(dòng)通信技術(shù)的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)中一個(gè)重要的研究方向。全雙工通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于可以減少無(wú)線(xiàn)資源的浪費(fèi)，可實(shí)現(xiàn)更加靈活的頻譜使用。全雙工通信技術(shù)具有重要的研究意義，同時(shí)同頻的雙全工技術(shù)的發(fā)展將在5G移動(dòng)通信中得到充分的發(fā)掘和完全的應(yīng)用。

結(jié)束語(yǔ)：從當(dāng)前的移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展中不難看出一些固有的發(fā)展規(guī)律和趨勢(shì)，5G移動(dòng)通信的發(fā)展和應(yīng)用雖然還處于初期階段，但是在未來(lái)幾年的時(shí)間中一定會(huì)研發(fā)出基本輪廓得到廣泛的使用。5G移動(dòng)通信的技術(shù)需求和關(guān)鍵功能都會(huì)得出一個(gè)完整的指標(biāo)，進(jìn)而提升移動(dòng)通信的整體水平，結(jié)合相關(guān)技術(shù)促進(jìn)5G移動(dòng)通信的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]潘志文等.5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù).[J].中國(guó)科學(xué)信息技術(shù).2014.11

[2]尤肖龍.未來(lái)移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與展望.[M].電信技術(shù).2013.11

[3]何方.5G關(guān)鍵技術(shù)研究方向.[J].中國(guó)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù).2010.25