5G移動通信發(fā)展趨勢與相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的探討

【摘要】 隨著4G通信技術(shù)的廣泛推廣和應(yīng)用，未來移動通信技術(shù)的發(fā)展和市場需求往哪個方向發(fā)展，已經(jīng)成為通信行業(yè)的重要關(guān)注點和研究課題。5G移動通信技術(shù)在未來的十年后將成為新一代的移動通信系統(tǒng)，其技術(shù)的研發(fā)仍處于探索階段。通過對通信技術(shù)的發(fā)展預(yù)測，本文對5G移動通信技術(shù)的發(fā)展要求、關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢進行展望。

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

隨著社會經(jīng)濟以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，移動通信技術(shù)也有突飛猛進餓進步和發(fā)展。從2G到3G，再到當(dāng)前的4G，短短幾年移動通信技術(shù)有質(zhì)的飛躍。不同類型的通信技術(shù)具有各自的發(fā)展階段和技術(shù)特點。接下來的通信技術(shù)朝什么方向發(fā)展，有什么創(chuàng)新技術(shù)，這些都是人們對移動通信技術(shù)發(fā)展的期望和關(guān)注點。5G通信技術(shù)是接下來發(fā)展的趨向，也將成為新一代的的移動通信系統(tǒng)。本文以關(guān)鍵的無線傳輸技術(shù)進行探討[1]。

一、5G移動通信的概述

5G是未來十年的發(fā)展方向，在2020年以后將成為第五代的移動通信系統(tǒng)。根據(jù)以往的移動通信技術(shù)發(fā)展的規(guī)律分析，5G應(yīng)具有著超高的頻譜利用率及利用能效，在傳輸速率和資源的利用效率方面，將比現(xiàn)今的4G技術(shù)有一個高度和質(zhì)的提升，在其無線信號的覆蓋性能、傳輸時效、通信安全及用戶體驗方面也將會有明顯的提高和進步。5G移動通信技術(shù)和其他無線移動技術(shù)有著深入的聯(lián)系和結(jié)合，形成了新一代的全面性的通信網(wǎng)絡(luò)。滿足未來十年互聯(lián)網(wǎng)移動通信網(wǎng)速的1000倍要求。未來5G移動通信還須很強的靈活性，可實現(xiàn)自動化和智能化的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整。

二、5G移動通信的發(fā)展趨勢

移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為5G移動通信提供了動力基礎(chǔ)。移動互聯(lián)網(wǎng)將成為未來各種技術(shù)的基礎(chǔ)性平臺。當(dāng)前的移動通信技術(shù)和無線技術(shù)將成為5G通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)，但有著更高的通信傳輸質(zhì)量和系統(tǒng)效率的要求。未來5G技術(shù)的發(fā)展方向?qū)⒃谌齻€方面得到提升：（1）無線傳輸效率；（2）通信系統(tǒng)的智能化和系統(tǒng)吞吐率；（3）無線通信頻率資源。當(dāng)前科學(xué)信息技術(shù)處于新的發(fā)展和變革時期，5G技術(shù)的發(fā)展將有這樣的特點：一，更加注重用戶的體驗，提高和改善通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率、吞吐效率及3D等下能力，將成為5G性能的重要指標(biāo)；二，完善和健全網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)多點、多面、多用戶多無線，提高系統(tǒng)性能；三，5G技術(shù)將實現(xiàn)無處不在的無線信號覆蓋，優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)；四，充分利用高頻段頻譜資源，實現(xiàn)5G的普遍廣泛應(yīng)用；五，可靈活化的配置5G移動無線通信網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)通信運營商科根據(jù)實時的流量動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源，降低成本和消耗[2]。

三、5G移動通信無線傳輸技術(shù)

3.1大規(guī)模的MIMO技術(shù)

多天線技術(shù)是提高通信系統(tǒng)頻譜效率和傳輸速率、可靠性的有效手段，已經(jīng)充分應(yīng)用到各種無線通信系統(tǒng)中。比如：3G、WLAN等。根據(jù)信息理論，天線數(shù)量的多少和頻譜效率和可靠性有著密切的聯(lián)系。在大規(guī)模MIMO中，基站需要配置數(shù)量龐大的天線，這些天線集中地配置在一個基站上。其優(yōu)勢在于：第一，可深度挖掘空間維度資源，提高頻譜效率；第二，將波束集中在一定范圍內(nèi)，減少干擾；第三，可大幅降低發(fā)射功率，提高功率效率；第四，當(dāng)天線夠大時，其線性編碼和檢測最優(yōu)。

3.2基于濾波器組的多載波技術(shù)

在5G系統(tǒng)中，基于濾波器組的多載波技術(shù)可以解決頻譜效率、對抗多徑衰落等方面的問題。FBMC技術(shù)是5G系統(tǒng)多載波方案的重要方式。因為在FBMC技術(shù)中，多載波性能取決于原型濾波器的設(shè)計和調(diào)制濾波器的設(shè)計，為滿足特定的頻率響應(yīng)的特性的要求，需要原型濾波器的長度大于子信道的數(shù)量，實現(xiàn)復(fù)雜難度高，不利于硬件的效用實現(xiàn)。因而，發(fā)展和5G要求的濾波器組的快速實現(xiàn)算法是FNMC技術(shù)的重要內(nèi)容。

3.3全雙工技術(shù)

全雙工通信技術(shù)即同時同頻的進行雙向通信技術(shù)[3]。在無線通信系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端側(cè)有著固有的發(fā)射和接收信號的自干擾，當(dāng)前因技術(shù)條件限制，無法實現(xiàn)同時同頻的雙向通信。全雙技術(shù)在理論上課提高頻譜利用率的一倍潛力，可以實現(xiàn)更為了靈活的頻譜使用，同時因為器件技術(shù)和信號處理技術(shù)的發(fā)展，同時同頻的全雙工技術(shù)將在5G移動通信系統(tǒng)中得到充分的挖掘和應(yīng)用。

四、結(jié)語

按當(dāng)前移動通信技術(shù)的發(fā)揮趨勢和規(guī)律，5G移動通信技術(shù)在未來的十年后可以實現(xiàn)應(yīng)用。當(dāng)前5G移動通信技術(shù)的研發(fā)處于初期階段，未來幾年將成為其發(fā)展方向、技術(shù)要求、功能關(guān)鍵指標(biāo)的關(guān)鍵時期，5G移動通信系統(tǒng)容量的提升將以頻譜利用率的提高、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及頻譜技術(shù)的創(chuàng)新開發(fā)和利用等實現(xiàn)作為基礎(chǔ)。結(jié)合5G關(guān)鍵的無線傳輸技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進行探討，將5G移動通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)進行明確化，促進5G技術(shù)的實質(zhì)性發(fā)展。