5G移动通信技术前沿

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5G移动通信技术前沿

浅析5G移动通信技术及未来发展趋势

【摘要】 随着现代社会的快速发展，科学技术的发展也日新月异，而通信技术方面的技术变革，更是站在当今发展最快的技术变革行列的前茅。5G移动通信技术作为目前最前沿的通信技术，是应2020年后通信技术发展需求而生的，目前该技术尚处于探索研究阶段。本文从移动通信技术的发展历程展开分析，对5G移动通信技术的特点、优点及发展趋势做简要先容，希翼能给当今移动技术的发展尽绵薄之力。

【关键词】 移动通信技术 发展历程 特点及优点 发展趋势

5G(fifth-generation)即第五代移动电话系统，是4G移动通信技术的延伸。目前尚未有任何一家标准制定组织或者电信企业的公开规格，也没有在任何官方文件中有所涉及，即该技术尚未有具体的标准。但是，随着社会的发展，人们对通信技术领域的希望越来越高，5G移动通信技术，势必得到飞速的发展。

一、移动通信技术的发展历程

移动通信技术发展到现在，经历了四个发展阶段，第一代(1G)通信技术自上世纪80年代初期被提出，历经十年的发展问世，这一代移动通信技术主要是通过模拟传输，因此具有速度低、质量差、安全性差、没有加密、业务量小的特点及不足。

第二代(2G)通信技术的发展开始于二十世纪九十年代初期，该技术通过采用更密集的技术结构以及引用智能技术等，较1G技术有所进步，但依然不能真正满足移动通信业务的发展需求。

第三代(3G)通信技术的问世，通过应用智能信号等处理技术，已经能够提供前两代技术无法提供的移动宽带服务，但该技术中频谱利用效率还是比较低，依然有大量宝贵的频谱资源未得到充分利用，因此，3G技术同样还是远远不能满足未来人们对于通信技术的需求。

第四代(4G)通信技术在这种背景下提出，其视频图像传输的效果可以媲美高清晰电视;拥有极高的下载速度及灵活的计费方式等，具有前三代无可比拟的先进性。

但是，随着科技的发展、社会的进步，人们对于网络通信技术的要求也是与日俱增，尚处于研发阶段的第五代(5G)通信系统，作为当前最新一代的通信系统，符合了移动通信技术之发展规律，较第四代通信技术相比，其用户体验、传输延时、系统安全和覆盖性能能等各方面都有显著的提高。5G移动通信技术将紧密结合其他通信技术，构成新一代无比先进的移动信息网络。在未来十年的时间内，能够满足人们对移动通信技术的发展需求。

二、5G移动通信技术的特点及优点

2.1 5G移动通信技术的特点

1.频谱利用率高

在5G移动通信技术中，高频段的频谱资源将被应用的更为广泛，但是在目前科技水平条件下，由于会受到高频段无线电波的穿透能力影响，高频段频谱资源的利用效率还是会受到某种程度的限制，但这不会影响光载无线组网、有线与无线宽带技术的融合等技术的普遍应用。

2.通信系统性能有很大提高

传统的通信系统理念，是将信息编译码、点点之间的物理层面传输等技术作为核心目标，而5G移动通信技术的不同之处在于，它将更加广泛的多点、多天线、多用户、多小区的相互协作、相互组网作为重点的研究突破点，以大幅度提高通信系统的性能。

3.设计理念先进

在通信业务中，占据主导地位的是室内通信业务的应用，5G移动通信系统的优先设计目标定位在室内无线网络的覆盖性能及其业务支撑能力上，这将改变传统移动通信系统的设计理念。

4.能耗和运营成本降低

5G无线网络的“软”配置设计，将是未来该技术的重要研究、探索方向，网络资源可以由运营商根据动态的业务流量变化而实时调整，这样，可以有效降低能耗和网络资源运营成本。

5.主要的考量指标

5G通信网络技术的研究，将更为注重用户体验，交互式游戏、3D、虚拟实现、传输延时、网络的平均吞吐速度和效率等指标将成为考量5G网络系统性能的关键指标。

2.2 5G移动通信技术的优点

5G移动通信技术，作为最新一代的移动通信技术，其应用必将提高频谱利用效率及其能效，在资源利用和传输速度效率方面较4G移动通信技术能提高至少一个等级，在系统安全、传输时延、用户体验、无线覆盖的性能等各个方面也将得到显著的提升。5G移动通信技术结合其他无线通信技术后，将构成新一代高效、完美的移动信息网络，可以满足未来十年的移动信息网络的发展需求。不久的将来，5G移动通信系统一定程度上还将具备较大的灵活性，实现自我调整、网络自感知等智能化功能，可以有充分的准备应对未来移动网络信息社会的不可预测的飞速发展。

三、5G移动通信技术发展的趋势

5G移动通信技术，已经成为移动通信领域的全球性研究热点。随着科学技术的深入发展，5G移动通信系统的关键支撑技术会得以明确，在未来几年，该技术会进入实质性的发展阶段，即标准化的研究与制定阶段。同时，5G移动通信系统的容量也会提升，其途径主要是进一步提高频谱效率、变革网络结构、开发并利用新的频谱资源等。

2013年初，欧盟等国家的第7框架计划中启动了关于5G的研发项目，共有29个参加方，我国的HUAWEI企业也参与其中。随着该项目的启动，各种5G移动通信技术的研发组织应运而生，如韩国成立的5G技术论坛，中国成立的IMT-2020(5G)推进组等。目前，世界各个国家正积极的就5G移动通信技术的应用需求、关键技术指标、使能技术、候选频段、发展愿景等各个方面进行全面的研讨，以期在2015年召开世界无线电大会时达成共识，在2016年后积极启动关于5G移动通信技术的相关行业标准进程。

移动互联网的快速发展是推动5G移动通信技术发展的主要动力，移动互联网技术是各种新兴业务的基础平台，目前现有的固定互联网络的各种服务业务将通过无线网络的方式提供给用户，后台服务及云计算的广泛应用势必会对5G移动通信技术系统提出较高的要求，尤其是在系统容量要求与传输质量要求上。5G移动通信技术的发展目标主要定位在要密切衔接其他各种无线移动通信技术上，为快速发展的网络通信技术提供全方位和基础性的业务服务。就世界各国的初步估计，包括5G移动通信技术在内的无线移动网络，其在网络业务能力上的提升势必会在三个维度上同步进行：第一，引进先进的无线传输技术之后，网络资源的利用率将在4G移动通信技术的基础上提高至少10倍以上;第二，新的体系结构(如高密集型的小区结构等)的引入，智能化能力在深度上的扩展，有望推进整个无线网络系统的吞吐率提升大概25倍左右;第三，深入挖掘更为先进的频率资源，比如可见光、毫米波、高频段等，使得未来的无线移动通信资源较4G时代扩展4倍左右。为了提升5G移动通信技术的业务支撑能力，其在网络技术方面和无线传输技术方面势必会有新的突破。在网络技术方面，将采用更智能、更灵活的组网结构和网络架构，比如采用控制与转发相互分离的App来定义网络架构、异构超密集的部署等。在无线传输技术方面，将会着重于提升频谱资源利用效率和挖掘频谱资源使用潜能，比如多天线技术、编码调制技术、多址接入技术等等。

5G移动通信技术的发展，在移动通信技术领域掀起了新一轮的竞争热潮，加快5G技术的研发应用，力求在5G通信领域的商业竞争中脱颖而出，已成为各国信息领域发展的重要任务。5G移动通信技术，必将会得到空前的发展，并给社会的进步带来前所未有的推动力。

四、总结

当代科学技术的飞速发展，尤其是网络通信技术的迅猛发展，将有力推动5G移动通信技术的发展进程，依据移动通信技术的发展规律，在2020年后，5G移动通信技术将有望实现商用，能够满足未来移动互联网业务的发展需求，并带给移动互联网用户一种前所未有的全新体验。目前，5G移动通信技术的科研尚处于起步阶段，并即将迈入发展的关键时期，其关键指标和技术需求都会在未来几年内陆续出台，届时将引领我国移动通信行业的新一轮变革。

编辑：张筵 山西信息规划设计院有限企业 030012

5G移动通信技术论文范文篇二

5G移动通信发展趋势及关键技术探讨

摘要：随着科学技术的不断发展，互联网技术实现了长足进步，当前已经出现了5G移动通信，将来一定会得到较快的发展。利用5G移动通信可以帮助人们更好的适应信息社会，这一技术比4G技术频谱更高，可以提高传输速度，使资源发挥更大的作用。文章论述了5G移动通信技术的概念，研究了5G移动通信技术的性能。

关键词：5G移动通信;发展趋势;关键技术

随着网络与信息技术的迅猛发展，人们对无线移动通信网络的数据数量要求越来越高。促进了新兴智能业务的发展，要求移动通信技术提供速度更快、效率更高、智能化的网络技术。当前4G移动通信技术已得到广泛应用，已着手研发5G移动通信技术。应用5G移动通信技术，可以帮助人们尽快实现全球智能终端的普及，加快移动互联网的发展。本文展望了5G移动通信技术在未来的发展，同时研究了其中的核心技术。

1.5G移动通信概述与总体趋势

为了顺应人们2020年以后对移动通信的网络需求，而着力于开发5G移动通信技术，5G移动通信技术与前面技术相同，可以使频谱利用率达到最佳，与4G移动通信技术相比，其网络传输速度更快，可以使各种资源发挥更大的作用，无线功率将更加强大、传输速度将加快、系统的安全性将更高。5G移动通信技术有效结合其他无线移动通信技术，从而创建成新时期高效率的移动信息网络，可以在将来10年内满足人们对移动网络的需求。5G移动通信技术也将因此而得到长足发展，系统设计的重点则是海量传感设备和机器与机器通信的支撑能力。同时5G系统将达到灵活性最高，可以自行感知和自行调整，可以在将来信息社会中发挥更大的作用。

当前，世界各国的移动领域都在着手开发5G技术。欧盟于2013年在第七框架启动了主要针对5G技术的项目研究，该项目研究一共有29个国家和地区，我国HUAWEI企业参与其中;我国和韩国都建立了5G技术论坛和IM-2020(5G)推进组，我国的863计划也在2013年6月和2014年3月分别着手开发5G技术的一期和二期课题。当前，世界发达国家都在致力于研究5G技术的应用需求和候选频段、核心技术等，并争取在2015年世界无线电大会前后有所成果，计划在2016年进行标准化研究。

开发5G移动通信技术的主要动力在于互联网的迅猛发展，将来各行各业的发展都将依靠移动互联网，当前越来越多的用户利用固定互联网技术完成自己的各种业务活动，由于出现的云计算和后台服务得到了人们的广泛认可和应用，所以要求5G移动通信技术的传输质量和系统容量达到更佳。5G移动通信系统为了取得较快发展，将有效与其他无线移动通信技术结合在一起，可以有力支撑移动互联网的发展，依据当前界内人士判断，将来无线移动网络业务能力包括5G在内将会提高3个维度。

(1)进一步研发新型无线传输技术，保证资源利用率提高10倍以上;(2)通过创建新型体系结构和实现更高的智能化，保证整个系统吞吐率将提高25倍以上;(3)大力开发新型频率资源，保证未来无线移动通信的频率资源得到4倍以上的扩展。

目前，信息技术正在实现突飞猛进的发展，各种技术正在实现改革与创新，5G技术的开发具有下面这些与众不同的特点：

(1)5G技术在实现技术创新与改革中，将用户体验放在第一位，要求在网络平均吞吐率、传输速度、3D、互动式游戏等新兴移动业务等各方面的应用得到大力提高，并将其作为5G技术提高的核心指标。

(2)5G技术不同于传统的移动通信系统，不再局限于点到点的物理层传输和信道编译码等经典技术，而将研究重点放在多点、多用户、多天线、多小区共同合作创建新的网络方面，主要着力于体系构架方面，力求有效提高系统性能。

(3)室内移动通信业务在各项业务中占据关键地位，因此，系统设计应首先考虑实现5G室内无线全覆盖，提供更强的业务支撑能力，改变移动通信系统过去那种“争取实现大范围，室内为辅”的设计理念。

(4)5G移动通信系统中更大力应用高频段频谱资源，但因为高频段无线电波的穿透能力有限，因此还需综合应用无线、有线、光载无线组网等技术。

(5)5G无线网络还将加强开发研究“软”配置，运营商可以依据业务流量的不断发展变化而随时对网络资源进行调整，可以有效节约网络运营成本，防止发生能源浪费现象。

2.5G移动通信关键技术分析

2.1高频段传输技术

当前应用的移动通信系统的频段是3GHz以下，而用户越来越多，对流量的要求也是越来越大，因此频谱资源则面临短缺问题。高频段内，如毫米波频率的范围在28GHz阶段，就可以应用64根天线，发挥波束赋技术的有效性，在范围为2公里的距离内下载速度达到1Gbit/s。5G通信在将来的发展中一定会应用高频段技术，优点是天线和设备的数量充足，可以解决当前频谱资源不能满足用户需求的情况。但高频段技术也有一定的缺点，就是传输距离短、天气会对其有一定的影响。所以，在设计高频段传输技术时一定要考虑到这一点。

2.2多天线传输技术

5G移动通信技术当前要解决的主要问题是提高频谱利用率到目前的10倍以上。利用数量充足的天线，可以使不同用户的使用不受影响，提高无线信号的性能。5G移动通信技术不但要达到环保要求而且还需提高网络覆盖率。自2D到3D的多天线技术的不断发展，主要就是为了提高频谱效率。因为应用有源技术，所以当前使用的天线达到了128根，创建了3D-MIMO的技术，保证不同用户的正常使用，提高了无线信号的覆盖范围。

2.3同时同频全双工技术

当前5G移动通信网络应用同时同频全双工技术，使频谱效率有效增加，不受传统频谱资源的局限，频谱资源将发挥更大的效用。而且这一技术在应用过程中需要防止各种干扰。利用同时同频全双工技术，使传统应用中的TDD与FDD双工技术得到了改良，理论上来说频谱效率可以提高一倍以上。但在实际运行当中，同时同频全双工技术不利于在多天线的情况下使用。

2.4直接通信技术

利用5G移动通信技术可以完成不同通信设备间的直接通信，使时延和能耗有效下降，频谱资源也借此发挥了更大的效用，提高了5G通信效率和通信质量。

5G移动通信网络如果想把数据流量提高1000倍以上，则必须依靠密集网络技术来实现。把5G移动网络的数据流量主要分布于室内和热点地区，提高用户性能，进一步增大网络覆盖率。当前各种智能终端设备得到了普遍应用，因此用户对数据流量提出了更大的需求，所以5G移动通信要想实现1000倍流量的增加则必须依靠超密集网络技术来完成。密集网络技术可以增加网络的覆盖范围，同时保证系统容量的大量提高，但存在的缺点是小范围内将存在一定的干扰，不利于网络能效的提高。

5G移动通信主要依靠云计算平台，利用云计算平台的智能配置和自动模式的切换，5G移动通信才能实现自动智能组网。

3.结语

总之，随着网络技术和信息技术的不断发展，5G移动通信技术急需得到开发与应用，有利于提高通信质量，节约运营成本，在将来一定会得到健康发展。应用5G移动通信技术，可以增加无线覆盖范围、提高传输速度、保证系统安全、增加用户体验，可以在将来10年内满足人们对互联网流量增加1000倍的要求。5G移动通信技术也将全面应用于社会各个领域当中，可以有力支撑海量传感设备和机器与机器的通信。5G技术具有较高的灵活性，可以实现网络智能化，在将来社会发展中一定会发挥更大的作用。