5G移动通信发展趋势与若干关键技术谷保杰

谷保杰

中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司河南郑州450000

摘要：最近几年，移动通信技术发展迅速，现在已经发展到4G移动通信技术，5G移动通信技术也逐步完成，本论文主要从不同方面阐述5G移动通信发展趋势与若干关键技术，希望为研究移动通信技术学者提供理论参考依据。

关键词：5G移动通信；发展趋势；关键技术

一、5G移动通信的概念及相关内容

所谓的5G移动通信也就是4G移动通信的进一步延伸，作为第五代的移动通信，人们还在进一步的研究过程当中。笔者根据某网站的词条结果中看到，5G移动通信的最高理论的数据传输速度能够达到10Gb/s，相对于当今的4G移动通信而言，在数据传输的速度中要快过4G的数百倍，也就是说一部超清的电影，可以在瞬间就完成下载，可见5G移动通信的数据传输速度是多么的快。

5G移动通信技术的研究代表着人们的生活更进一步的与信息时代接轨，5G移动通信与传统的移动通信最本质上的差别就是，它完全是以用户的体验作为中心，更加满足了众多用户的需求。5G移动通信技术的研究目的就是为了进一步的打造出一个网络化时代，不仅仅是智能手机的应用，更是更多终端都能实现无线网络连接的新形势，完全是4G移动通信的升级版。

1.5G移动通信发展趋势

移动互联网的蓬勃发展是5G移动通信的主要驱动力.移动互联网将是未来各种新兴业务的基础性业务平台，现有固定互联网的各种业务将越来越多地通过无线方式提供给用户，云计算及后台服务的广泛应用将对5G移动通信系统提出更高的传输质量与系统容量要求.5G移动通信系统的主要发展目标将是与其他无线移动通信技术密切衔接，为移动互联网的快速发展提供无所不在的基础性业务能力.按照目前业界的初步估计，包括5G在内的未来无线移动网络业务能力的提升将在3个维度上同时进行：

（1）通过引入新的无线传输技术将资源利用率在4G的基础上提高10倍以上；

（2）通过引入新的体系结构（如超密集小区结构等）和更加深度的智能化能力将整个系统的吞吐率提高25倍左右；

（3）进一步挖掘新的频率资源（如高频段、毫米波与可见光等），使未来无线移动通信的频率资源扩展4倍左右.

当前信息技术发展正处于新的变革时期，5G技术发展呈现出新的如下特点.

（1）5G研究在推进技术变革的同时将更加注重用户体验，网络平均吞吐速率、传输时延以及对虚拟现实、3D、交互式游戏等新兴移动业务的支撑能力等将成为衡量5G系统性能的关键指标.

（2）与传统的移动通信系统理念不同，5G系统研究将不仅仅把点到点的物理层传输与信道编译码等经典技术作为核心目标，而是从更为广泛的多点、多用户、多天线、多小区协作组网作为突破的重点，力求在体系构架上寻求系统性能的大幅度提高.

（3）室内移动通信业务已占据应用的主导地位，5G室内无线覆盖性能及业务支撑能力将作为系统优先设计目标，从而改变传统移动通信系统“以大范围覆盖为主、兼顾室内”的设计理念.

（4）高频段频谱资源将更多地应用于5G移动通信系统，但由于受到高频段无线电波穿透能力的限制，无线与有线的融合、光载无线组网等技术将被更为普遍地应用.

（5）可“软”配置的5G无线网络将成为未来的重要研究方向，运营商可根据业务流量的动态变化实时调整网络资源，有效地降低网络运营的成本和能源的消耗.

二、我国5G移动通信推进及研发进程

5G移动通信发展是全球移动通信领域新一轮技术竞争的开始.及早布局、构造开放式研发环境，力争在未来5G技术与商业竞争中的获得领先优势，已成为我国信息技术与产业未来发展最为重要的任务之一2013年初，在政府部门的大力支持下，成立了面向5G移动通信研究与发展的IMT-2020推进组，明确5G发展远景、业务、频谱与技术需求，研究5G主要技术发展方向及使能技术，形成5G移动通信技术框架，协同产学研用各方力量，积极融入国际5G发展进程，为2015年之后全面参与5G移动通信技术标准制定打下坚实的技术基础.“新一代宽带无线移动通信网”重大专项在推动LTE产业化的同时，开展了LTE的后续演进与无线新技术的研究，力争在5G国际标准化的候选技术上产生更多的自主知识产权，为我国布局5G关键技术的研究做了起步的工作.国家973计划也部署了移动网络体系创新的研究课题。

三、5G移动通信相关的关键技术

相对于当前的移动通信技术来讲，想要让5G移动通信实现真正意义上的升级与改进，就需要利用更加先进的技术运用，5G移动通信的技术不仅仅是原有技术基础上的完善，更是全新技术领域的开发，同时这项技术的本身就存在着比较高的技术复杂性。

（一）超密集网络技术

超密集网络也就是针对系统的容量进行大幅度增容，然后将业务进行分流，这样就能让网络部署变得更加灵活，并提高了频率的高效复用的技术。在将来的5G移动通信技术中，人们的无线网络会变得更加综合化以及智能化，5G移动通信技术会促使更多的智能化终端全面的普及，预测在未来的数据使用过程中，室内会成为主要的业务服务中心，然而越来越密集的网络部署也就让人们生活当中的网络拓展变得非常复杂，网络之间的干扰也会大幅度增长，因此需要找到这种能够消除干扰的技术，以便在热点地区能实现快速的发展。

（二）新型传输技术

新型的传输技术也就是多天线的技术，这种多天线的传输技术在很早以前就已经被提出，主要就是通过引入有源天线的阵列，使能够支持的天线数量增加到128根，实现3D的天线阵列，这也就是3D-MIMO技术，可以大大的减少各个用户之间的干扰，还能进一步的完善无线信号的覆盖率。目前相关的研究人员也在面向这个技术进行全面的研究，有望在未来能够让5G移动通信技术支持更多的SDMA，从而实现节能并提高信号的覆盖能力。

（三）高频段的传输技术

在当今的移动通信技术下的频谱资源是非常拥挤的，主要原因就是主要的频段大多数都集中在了3GHz，但是在高频段中能够利用的资源却是非常丰富的。进一步的开发高频段中的资源不但能够缓解当下的资源利用现状，还能进一步的提升数据传输的速度。可以说这项技术是未来5G移动通信技术研究的发展趋势，但是这种通信也会受到距离以及气候环境的影响的制约，信号的穿透力也比较弱，因此这相关的技术研究和开发中，监测中心还要针对系统的设计以及射频器件等进行更进一步的研究，才能寻找出最优化的资源配置。

（四）网络架构的新型技术

在未来的5G移动通信技术中，很有可能会采用一种集中化处理且能够实时进行云计算的网络构架，新型的网络架构技术主要的构建思想就是将低成本的光传输网络进行充分的利用，然后利用这个集中的中心节点和远端天线进行网络信号的传播，可以覆盖更加广泛的领域或系统当中。网络架构的新型技术中具备开放式的设备接口协议，网络设备具有着虚拟化，通过利用设备中的空闲资源，有效的避免资源的重复建设，针对全频段进行调度，使负载达到均衡，大大提高了系统的维护还降低了成本。

结束语

总而言之，5G移动通信的研究与开发证明着人类的智慧在不断的提升，5G移动通信的到来会进一步的推动我们的生活全面的走向信息化，5G移动通信技术虽是4G移动通信的进一步升级，但是从应用的技术而言，这种全新的通信技术会面临到更多的研究难题，需要相关的研究人员能在实践中和原有的技术基础上不断的累计更多的经验，只有这样才能为人们的生活带到全新的网络时代中。未来的5G移动通信技术会是人们面向信息化生活的重要转折点。

参考文献：

[1]卓业映；陈建民；王锐.5G移动通信发展趋势与若干关键技术中国新通信，2015，08（23）：13-14.

[2]朱斌.浅谈移动互联网现状及其趋势[J].中国新通信.2015（23）

[3]郑海.英构建新一代移动通信服务[J].邮电设计技术.2015（09）