淺析5G移動通信技術及未來發(fā)展趨勢

【摘要】 隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，科學技術的發(fā)展也日新月異，而通信技術方面的技術變革，更是站在當今發(fā)展最快的技術變革行列的前茅。5G移動通信技術作為目前最前沿的通信技術，是應2020年后通信技術發(fā)展需求而生的，目前該技術尚處于探索研究階段。本文從移動通信技術的發(fā)展歷程展開分析，對5G移動通信技術的特點、優(yōu)點及發(fā)展趨勢做簡要介紹，希望能給當今移動技術的發(fā)展盡綿薄之力。

【關鍵詞】 移動通信技術 發(fā)展歷程 特點及優(yōu)點 發(fā)展趨勢

5G（fifth-generation）即第五代移動電話系統(tǒng)，是4G移動通信技術的延伸。目前尚未有任何一家標準制定組織或者電信公司的公開規(guī)格，也沒有在任何官方文件中有所涉及，即該技術尚未有具體的標準。但是，隨著社會的發(fā)展，人們對通信技術領域的期望越來越高，5G移動通信技術，勢必得到飛速的發(fā)展。

一、移動通信技術的發(fā)展歷程

移動通信技術發(fā)展到現(xiàn)在，經(jīng)歷了四個發(fā)展階段，第一代（1G）通信技術自上世紀80年代初期被提出，歷經(jīng)十年的發(fā)展問世，這一代移動通信技術主要是通過模擬傳輸，因此具有速度低、質(zhì)量差、安全性差、沒有加密、業(yè)務量小的特點及不足。

第二代（2G）通信技術的發(fā)展開始于二十世紀九十年代初期，該技術通過采用更密集的技術結構以及引用智能技術等，較1G技術有所進步，但依然不能真正滿足移動通信業(yè)務的發(fā)展需求。

第三代（3G）通信技術的問世，通過應用智能信號等處理技術，已經(jīng)能夠提供前兩代技術無法提供的移動寬帶服務，但該技術中頻譜利用效率還是比較低，依然有大量寶貴的頻譜資源未得到充分利用，因此，3G技術同樣還是遠遠不能滿足未來人們對于通信技術的需求。

第四代（4G）通信技術在這種背景下提出，其視頻圖像傳輸?shù)男Ч梢枣敲栏咔逦娨暎粨碛袠O高的下載速度及靈活的計費方式等，具有前三代無可比擬的先進性。

但是，隨著科技的發(fā)展、社會的進步，人們對于網(wǎng)絡通信技術的要求也是與日俱增，尚處于研發(fā)階段的第五代（5G）通信系統(tǒng)，作為當前最新一代的通信系統(tǒng)，符合了移動通信技術之發(fā)展規(guī)律，較第四代通信技術相比，其用戶體驗、傳輸延時、系統(tǒng)安全和覆蓋性能能等各方面都有顯著的提高。5G移動通信技術將緊密結合其他通信技術，構成新一代無比先進的移動信息網(wǎng)絡。在未來十年的時間內(nèi)，能夠滿足人們對移動通信技術的發(fā)展需求。

二、5G移動通信技術的特點及優(yōu)點

2.1 5G移動通信技術的特點

1.頻譜利用率高

在5G移動通信技術中，高頻段的頻譜資源將被應用的更為廣泛，但是在目前科技水平條件下，由于會受到高頻段無線電波的穿透能力影響，高頻段頻譜資源的利用效率還是會受到某種程度的限制，但這不會影響光載無線組網(wǎng)、有線與無線寬帶技術的融合等技術的普遍應用。

2.通信系統(tǒng)性能有很大提高

傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)理念，是將信息編譯碼、點點之間的物理層面?zhèn)鬏數(shù)燃夹g作為核心目標，而5G移動通信技術的不同之處在于，它將更加廣泛的多點、多天線、多用戶、多小區(qū)的相互協(xié)作、相互組網(wǎng)作為重點的研究突破點，以大幅度提高通信系統(tǒng)的性能。

3.設計理念先進

在通信業(yè)務中，占據(jù)主導地位的是室內(nèi)通信業(yè)務的應用，5G移動通信系統(tǒng)的優(yōu)先設計目標定位在室內(nèi)無線網(wǎng)絡的覆蓋性能及其業(yè)務支撐能力上，這將改變傳統(tǒng)移動通信系統(tǒng)的設計理念。

4.能耗和運營成本降低

5G無線網(wǎng)絡的“軟”配置設計，將是未來該技術的重要研究、探索方向，網(wǎng)絡資源可以由運營商根據(jù)動態(tài)的業(yè)務流量變化而實時調(diào)整，這樣，可以有效降低能耗和網(wǎng)絡資源運營成本。

5.主要的考量指標

5G通信網(wǎng)絡技術的研究，將更為注重用戶體驗，交互式游戲、3D、虛擬實現(xiàn)、傳輸延時、網(wǎng)絡的平均吞吐速度和效率等指標將成為考量5G網(wǎng)絡系統(tǒng)性能的關鍵指標。

2.2 5G移動通信技術的優(yōu)點

5G移動通信技術，作為最新一代的移動通信技術，其應用必將大大提高頻譜利用效率及其能效，在資源利用和傳輸速度效率方面較4G移動通信技術能提高至少一個等級，在系統(tǒng)安全、傳輸時延、用戶體驗、無線覆蓋的性能等各個方面也將得到顯著的提升。5G移動通信技術結合其他無線通信技術后，將構成新一代高效、完美的移動信息網(wǎng)絡，可以滿足未來十年的移動信息網(wǎng)絡的發(fā)展需求。不久的將來，5G移動通信系統(tǒng)一定程度上還將具備較大的靈活性，實現(xiàn)自我調(diào)整、網(wǎng)絡自感知等智能化功能，可以有充分的準備應對未來移動網(wǎng)絡信息社會的不可預測的飛速發(fā)展。

三、5G移動通信技術發(fā)展的趨勢

5G移動通信技術，已經(jīng)成為移動通信領域的全球性研究熱點。隨著科學技術的深入發(fā)展，5G移動通信系統(tǒng)的關鍵支撐技術會得以明確，在未來幾年，該技術會進入實質(zhì)性的發(fā)展階段，即標準化的研究與制定階段。同時，5G移動通信系統(tǒng)的容量也會大大提升，其途徑主要是進一步提高頻譜效率、變革網(wǎng)絡結構、開發(fā)并利用新的頻譜資源等。

2013年初，歐盟等國家的第7框架計劃中啟動了關于5G的研發(fā)項目，共有29個參加方，我國的華為公司也參與其中。隨著該項目的啟動，各種5G移動通信技術的研發(fā)組織應運而生，如韓國成立的5G技術論壇，中國成立的IMT-2020（5G）推進組等。目前，世界各個國家正積極的就5G移動通信技術的應用需求、關鍵技術指標、使能技術、候選頻段、發(fā)展愿景等各個方面進行全面的研討，以期在2015年召開世界無線電大會時達成共識，在2016年后積極啟動關于5G移動通信技術的相關行業(yè)標準進程。

移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展是推動5G移動通信技術發(fā)展的主要動力，移動互聯(lián)網(wǎng)技術是各種新興業(yè)務的基礎平臺，目前現(xiàn)有的固定互聯(lián)網(wǎng)絡的各種服務業(yè)務將通過無線網(wǎng)絡的方式提供給用戶，后臺服務及云計算的廣泛應用勢必會對5G移動通信技術系統(tǒng)提出較高的要求，尤其是在系統(tǒng)容量要求與傳輸質(zhì)量要求上。5G移動通信技術的發(fā)展目標主要定位在要密切銜接其他各種無線移動通信技術上，為快速發(fā)展的網(wǎng)絡通信技術提供全方位和基礎性的業(yè)務服務。就世界各國的初步估計，包括5G移動通信技術在內(nèi)的無線移動網(wǎng)絡，其在網(wǎng)絡業(yè)務能力上的提升勢必會在三個維度上同步進行：第一，引進先進的無線傳輸技術之后，網(wǎng)絡資源的利用率將在4G移動通信技術的基礎上提高至少10倍以上；第二，新的體系結構（如高密集型的小區(qū)結構等）的引入，智能化能力在深度上的擴展，有望推進整個無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的吞吐率提升大概25倍左右；第三，深入挖掘更為先進的頻率資源，比如可見光、毫米波、高頻段等，使得未來的無線移動通信資源較4G時代擴展4倍左右。為了提升5G移動通信技術的業(yè)務支撐能力，其在網(wǎng)絡技術方面和無線傳輸技術方面勢必會有新的突破。在網(wǎng)絡技術方面，將采用更智能、更靈活的組網(wǎng)結構和網(wǎng)絡架構，比如采用控制與轉發(fā)相互分離的軟件來定義網(wǎng)絡架構、異構超密集的部署等。在無線傳輸技術方面，將會著重于提升頻譜資源利用效率和挖掘頻譜資源使用潛能，比如多天線技術、編碼調(diào)制技術、多址接入技術等等。

5G移動通信技術的發(fā)展，在移動通信技術領域掀起了新一輪的競爭熱潮，加快5G技術的研發(fā)應用，力求在5G通信領域的商業(yè)競爭中脫穎而出，已成為各國信息領域發(fā)展的重要任務。5G移動通信技術，必將會得到空前的發(fā)展，并給社會的進步帶來前所未有的推動力。

四、總結

當代科學技術的飛速發(fā)展，尤其是網(wǎng)絡通信技術的迅猛發(fā)展，將有力推動5G移動通信技術的發(fā)展進程，依據(jù)移動通信技術的發(fā)展規(guī)律，在2020年后，5G移動通信技術將有望實現(xiàn)商用，能夠滿足未來移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的發(fā)展需求，并帶給移動互聯(lián)網(wǎng)用戶一種前所未有的全新體驗。目前，5G移動通信技術的科研尚處于起步階段，并即將邁入發(fā)展的關鍵時期，其關鍵指標和技術需求都會在未來幾年內(nèi)陸續(xù)出臺，屆時將引領我國移動通信行業(yè)的新一輪變革。

作者：張筵 山西信息規(guī)劃設計院有限公司 030012

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