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

劉釗

[摘要]隨著互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)工程以及與其相關(guān)的通話、微信等功能的興起，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的快速性和便捷度有了更高的要求。從最初的2G到現(xiàn)在的4G網(wǎng)絡(luò)，傳播大容量信息，系統(tǒng)載入以及資源共享的時(shí)效性都有了明顯的提高。5G移動(dòng)通信是面向未來發(fā)展，放眼2020年的通信工程，它能夠大大縮短人與人之間的距離，打破時(shí)空限制，為人類提供更便捷的服務(wù)。但是該技術(shù)仍處于起步階段，關(guān)于系統(tǒng)運(yùn)作和管理的工作還不到位，想要在4G通信的基礎(chǔ)上完善5G移動(dòng)體系，就必須對(duì)遇到的各類難題進(jìn)行分析，找到應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，并提出發(fā)展的新趨勢(shì)。本文就從多角度、全方位的介紹5G移動(dòng)通信，制定技術(shù)推廣的新目標(biāo)，為人們之間的交流提供支持。

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

通信發(fā)展與技術(shù)優(yōu)勢(shì)旨在為人類提供便捷的、高速度的信息服務(wù)，縮短人與人之間的距離，提高通信質(zhì)量與服務(wù)水平，為人們提供更加便捷的資源與信息。顧名思義，5G是基于4G網(wǎng)絡(luò)之上產(chǎn)生的移動(dòng)通信工程，是第五代系統(tǒng)的縮寫，4G網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)較為普及，研發(fā)更先進(jìn)的5G網(wǎng)絡(luò)也成為了發(fā)展的新趨勢(shì)。相較于4G網(wǎng)絡(luò)，5G系統(tǒng)更加便捷與高速，信息傳播速度快，每分鐘的數(shù)據(jù)處理成倍增長，能夠滿足人們對(duì)大容量信息的存儲(chǔ)要求。與此同時(shí)，基于4G系統(tǒng)之上的通信技術(shù)更加實(shí)用，未來的發(fā)展勢(shì)頭也更加迅猛。下圖是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)連接的簡易圖，通過它的分析明確5G關(guān)鍵技術(shù)，是盡早完成創(chuàng)新的根本辦法。

一、5G移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)

5G移動(dòng)通信技術(shù)是面向未來發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù)，它根據(jù)移動(dòng)通信工程的發(fā)展規(guī)律，可以進(jìn)一步加快資訊的傳播速度，具備傳統(tǒng)移動(dòng)系統(tǒng)不具備的超高頻譜利用率，傳輸速度較之以前可以提高一個(gè)等級(jí)，并采取無線覆蓋功能，時(shí)延傳輸信息，加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性?；谖磥戆l(fā)展5G移動(dòng)通信系統(tǒng)，與無線工程結(jié)合在了一起，構(gòu)成了新一代的移動(dòng)技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)有充分的感知，可以自動(dòng)展開調(diào)節(jié)，并做出自動(dòng)化預(yù)計(jì)，智能化的感知傳輸。從特點(diǎn)方面分析5G更加關(guān)注用戶體驗(yàn)，將原來的單點(diǎn)物理層面?zhèn)鬏斵D(zhuǎn)變?yōu)榱硕帱c(diǎn)交互，室內(nèi)無線覆蓋性能更好，并能夠根據(jù)業(yè)務(wù)流量動(dòng)態(tài)變化對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源做出調(diào)整。

基于以上出現(xiàn)的新特點(diǎn)，5G移動(dòng)通信被譽(yù)為今后發(fā)展的主要技術(shù)，2013年歐盟就啟動(dòng)了該項(xiàng)技術(shù)的研究工作，由多個(gè)公司共同承擔(dān)研發(fā)任務(wù)，力求啟動(dòng)新的創(chuàng)新規(guī)劃，為人類提供更便捷的服務(wù)。

二、5G移動(dòng)通信發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)

5G移動(dòng)通信發(fā)展技術(shù)以其特有的功能，便捷的工作，高速的傳播效果，必將成為未來通信移動(dòng)發(fā)展的新趨勢(shì)。對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，也是打破限制，推廣移動(dòng)通信工程的科學(xué)辦法。

2.3無線傳輸技術(shù)

其一，大規(guī)模的MIMO技術(shù)。想要顯著提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的效率，保證信息快速傳播，就必須拓展多天線技術(shù)，通過發(fā)射與接收天線，促使信道容量大規(guī)模增長。在這個(gè)過程中要提高大規(guī)模MIMO在空間上的分辨率，對(duì)同時(shí)頻的用戶給予支持，集中波束，減小干擾。此外，該技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)在于擁有最佳的線性檢測(cè)器，可以第一時(shí)間檢查系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

其二，全雙工技術(shù)。該技術(shù)能夠在同時(shí)段和頻率開展雙向互動(dòng)，利用頻率區(qū)分來自終端的干擾。它最大的優(yōu)勢(shì)是可以降低無線資源的耗費(fèi)，靈活的使用頻譜技術(shù)。

其三，基于濾波器組的多載波技術(shù)。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)于無線傳輸系統(tǒng)大范圍帶寬中的一些空白頻譜的缺乏應(yīng)用能力。而基于濾波器組的多載波技術(shù)可以有效地解決這一問題。在基于濾波器組的多載波技術(shù)中，發(fā)送端和接收端對(duì)于多載波的調(diào)制分別利用合成濾波器組和分析濾波器組。各個(gè)子載波可以進(jìn)行單獨(dú)的處理，避免了子載波同步的過程。

2.2無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用符合5G系統(tǒng)無線接入方式的高要求，在各個(gè)節(jié)點(diǎn)都布置低功率傳輸技術(shù)，縮短站點(diǎn)之間的距離，形成密集網(wǎng)絡(luò)群。自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，則可以優(yōu)化智能化發(fā)展，提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和組織能力，做到快速部署、優(yōu)化與維護(hù)，減少人工作業(yè)與浪費(fèi)現(xiàn)象，節(jié)約時(shí)間。

2.3軟件定義無線網(wǎng)絡(luò)

軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是源于Internet的一種新技術(shù)，在傳統(tǒng)的Intemet網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，控制和轉(zhuǎn)發(fā)是集成在一起的，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)節(jié)點(diǎn)復(fù)雜度高。在軟件定義無線網(wǎng)絡(luò)中，將控制平面從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的硬件中分離出來，形成集中控制，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)中心控制器的命令完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，使得運(yùn)營商能對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更好的控制，簡化網(wǎng)絡(luò)管理，更好地進(jìn)行業(yè)務(wù)創(chuàng)新。在軟件定義無線網(wǎng)絡(luò)中，通過對(duì)基站資源進(jìn)行分片實(shí)現(xiàn)基站的虛擬化，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的虛擬化，不同的運(yùn)營商可以通過中心控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制，支持不同運(yùn)營商共享同一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施，從而降低運(yùn)營商的成本，同時(shí)也可以提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)效益。

三、結(jié)束語

總而言之，從移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)上來看，5G技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展的未來方向，它的研究重點(diǎn)在于滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和人民對(duì)通訊高速度的要求，必然會(huì)成為發(fā)展的趨勢(shì)。當(dāng)然，在技術(shù)推廣和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用中會(huì)面臨諸多問題，移動(dòng)通信工程必須結(jié)合實(shí)際對(duì)關(guān)鍵技術(shù)做出分析，從頻譜效率的進(jìn)一步提高、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變革和新型頻譜資源開發(fā)與利用技術(shù)等途徑加以實(shí)現(xiàn)，逐步彰顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高通信質(zhì)量。