5G通信關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢簡析

摘要：隨著我國移動通信技術(shù)發(fā)展的不斷加快，在很大程度上提高了人們的生活水平。而目前已經(jīng)出現(xiàn)的5G移動通信無論是在技術(shù)還是使用方面都要比之前的4G移動通信更加優(yōu)越和成熟，因此也廣泛受到了人們的關(guān)注。本文主要通過了解5G移動通信的概念和特點，并針對其中的集中關(guān)鍵技術(shù)，簡單的分析了未來的發(fā)展趨勢。我國目前已經(jīng)提出了“5G發(fā)展戰(zhàn)略”，從其預(yù)期分析主要是為了實現(xiàn)各種電子設(shè)備之間的聯(lián)通，構(gòu)建一具前所未有的虛擬世界，為人類創(chuàng)造新的生活形態(tài)。本次研究以此前景預(yù)期作為背景，對現(xiàn)階段5G認(rèn)知下的移動通信關(guān)鍵技術(shù)與未來發(fā)展前景做出具體探討。

關(guān)鍵詞：5G移動通信，關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)展趨勢

近年來，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，使移動通信已經(jīng)慢慢走入人們的生活當(dāng)中，同樣也對社會上的各個領(lǐng)域帶來了很大的發(fā)展和變化，滿足了當(dāng)代社會對移動通信的需求。目前，5G移動通信的研發(fā)試驗過程已經(jīng)在進(jìn)行當(dāng)中，并且成為移動通信技術(shù)的主要發(fā)展方向，將會成為我國未來新一代的信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要做成部分。

1. 5G移動通信的概念

第五代移動電話行動通信標(biāo)準(zhǔn)，也成為第五代移動通信技術(shù)，外語縮寫：5G。也是4G之后的延伸，目前正在研究過程中，網(wǎng)速可達(dá)到5M/S-6M/S。作為最新一代移動通信技術(shù)，在覆蓋性和安全性方面都得到了有效的提高，解決了4G移動通信技術(shù)中存在的很多問題，在很大程度上滿足了當(dāng)今社會移動網(wǎng)絡(luò)的需求，是我國未來移動通信技術(shù)發(fā)展的一次重大改革。

與傳統(tǒng)的4G移動通信相比，5G具有更高的速率、更寬的帶寬，預(yù)計網(wǎng)速比4G提高10倍左右，只需要幾秒就能下載一部電影;而且，還在無線覆蓋和傳輸延時方面得到了很大的提高，這種智能化、自動化、高可靠性的特點將會成為未來5G移動通信的主要發(fā)展趨勢，對拓寬融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間，支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展就有很大的促進(jìn)作用。

2.5G通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1大規(guī)模MIMO技術(shù)

MIMO技術(shù)被視為5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，主要作用是在發(fā)射端和接受端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，使信號通過發(fā)射端與接受端的多個天線進(jìn)行傳送和接收，從而改善了通信質(zhì)量。它能充分利用空間資源，通過多個天線實現(xiàn)多發(fā)多收，在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的前提下，可以成倍的提高系統(tǒng)信道的容量，在很大程度上提高了移動通信的傳輸效率，同時還具有很好的抗干擾性。

2.2全雙工技術(shù)

全雙工技術(shù)主要指的是實現(xiàn)同時、同頻進(jìn)行雙向通信的技術(shù)。目前的移動通信技術(shù)中，發(fā)射信號和接受信號之間會相互干擾，影響了移動通信的信號傳輸質(zhì)量。而全雙工技術(shù)可以在發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備采取點到點的連接，這就意味著在全雙工的傳送方式下降低無線資源消耗，靈活運用頻譜，提高了5G移動通信的傳輸效率和傳輸速度。

2.3自由組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

由于傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡(luò)，主要靠人工方式來完成網(wǎng)絡(luò)部署和運維，消耗了大量的人力資源和成本。而自由網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有部署階段進(jìn)行自規(guī)劃和自配，維護(hù)階段的自優(yōu)化和自愈合的特點，安全簡易，在很大程度上改善了人工部署和運維的成本和人力資源消耗。自由組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是未來移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展不可或缺的技術(shù)，同時也給5G移動通信的網(wǎng)絡(luò)性能提供了很好的保障，并在其中占有非常重要的地位。

2.4超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

未來的5G移動通信正朝著多元化的方向發(fā)展，隨著移動數(shù)據(jù)流量呈爆炸式的增長，超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)將會成為5G移動通信提高數(shù)據(jù)流量的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)具有較高的網(wǎng)絡(luò)密集程度，因此，可以有效的縮短節(jié)點與終端的距離，使網(wǎng)絡(luò)的功率和頻譜大幅度的提高，同時也擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，擴(kuò)展了系統(tǒng)容量，并且增強(qiáng)了業(yè)務(wù)在不同接入技術(shù)和各覆蓋層次間的靈活性。雖然超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)具有很好的發(fā)展前景，但是由于節(jié)點間的距離減少，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟哺訌?fù)雜，需要針對這一問題進(jìn)行改進(jìn)，促進(jìn)移動通信的發(fā)展。

3. 5G未來發(fā)展前景

3G與4G時代催生了工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的制造業(yè)發(fā)展新動向;而5G時代的到來將會拓展這些領(lǐng)域，并建立起一個以全球為單位的全面互聯(lián)。根據(jù)發(fā)展前景分析，2013年由歐盟發(fā)啟的這個項目在經(jīng)過短短3年后便由我國的華為獲得技術(shù)突破，并首次提供了相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，雖然屬于新興業(yè)務(wù)，但在基站建設(shè)、移動通信技術(shù)推廣方面華為已經(jīng)超過美國的思科首先占據(jù)擁有了這塊蛋糕的切割權(quán)。當(dāng)下的應(yīng)用正在國家一些大型工程方面，遍及化的應(yīng)用有待進(jìn)一步的手機(jī)市場拓展;但已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)吞吐率、網(wǎng)絡(luò)資源利用率、頻譜資源、智能化方面顯示了其巨大的優(yōu)勢與威力。根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗以及預(yù)期，可以看到5G網(wǎng)絡(luò)在未來的應(yīng)用范圍將無所不包，比如，在智能家居方面，由于5G網(wǎng)絡(luò)的普遍應(yīng)用，可以將手機(jī)、所有家電進(jìn)行可控制性的互聯(lián)，并營造出4G時代不曾有的虛擬觀看，使用戶直接在手機(jī)上看到立體畫面外投的家居情況。再如，通過5G技術(shù)的應(yīng)用我國在“一帶一路”上的各種物流點將會迅速的實現(xiàn)一點與多點之間的聯(lián)通，真正實現(xiàn)物流信息的共享，而且產(chǎn)品的原產(chǎn)地將會直接通過虛擬世界的投影，使消費者與生產(chǎn)者之間建立起一個全景式的交互。從宏觀上觀察，如今正在退潮的全球化將會在5G網(wǎng)絡(luò)的全面普及化下重新獲得振作，并借助這個網(wǎng)絡(luò)使我國的舉國體制在世界范圍內(nèi)掀起新一輪的全球交互，如電力的全球化供應(yīng)、軍工業(yè)成果迅速轉(zhuǎn)化到民用生產(chǎn)等將全面獲得快速實現(xiàn)等。

4. 5G通信技術(shù)的研發(fā)

中國的3G移動通信技術(shù)和4G移動通信技術(shù)都在應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)揮著作用，滿足了人們對網(wǎng)絡(luò)的高質(zhì)量運行需求。在5G移動通信技術(shù)的研發(fā)進(jìn)程中，對業(yè)務(wù)需求、未來的發(fā)展前景以及技術(shù)的升級等等都有所明確規(guī)定，而且進(jìn)入到國際5G移動通信運行軌道。5G移動通信發(fā)展目標(biāo)確定下來之后，主要的研究內(nèi)容是體系架構(gòu)、組網(wǎng)的頻譜結(jié)構(gòu)、無線傳輸?shù)鹊?，推進(jìn)無線網(wǎng)絡(luò)高通量、高密度方向發(fā)展。

5. 結(jié)束語

綜上所述，信息時代，人們對通信技術(shù)的依賴性越來越強(qiáng)，對通信技術(shù)的要求也越來越高。為推進(jìn)移動通信技術(shù)更好地發(fā)展而不斷地技術(shù)升級，以最大限度地滿足移動用戶的需求。雖然目前通信技術(shù)已經(jīng)達(dá)到4G水平，但是，面對用戶更高的通信技術(shù)要求，就需要對5G通信技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，以推進(jìn)通信技術(shù)為移動用戶提供更為完美的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳泉.5G通信技術(shù)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)分析[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2019，（5）

[2]廖德齡，劉懷仁，趙紅陽.5G通信技術(shù)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)探討[J].通訊世界，2019，（1）

作者簡介：

段昌盛 男（漢） 1975年7月 湖北巴東 碩士學(xué)位 恩施職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程學(xué)院副教授，

主要研究方向：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，計算機(jī)軟件技術(shù)