5G移动通信技术发展思考

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了5G移动通信技术发展思考范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

移动通信发展历经了语音通话、短信数据业务、图片传输、视频播放的业务需求的变化，移动通信系统的方式也发生了巨大变化。面对全球4G发展的浪潮，5g研究在全球范围内也不断升温，成为全球移动通信领域新一轮技术竞争焦点。2012年欧盟启动了面向5G的研究计划，日本、韩国、英国也相继立项支持5G的研究与开发工作，并且成立了专门的推进组织，2013年初，中国成立了5G项目推进研究课题组[1]。这些组织计划将于未来几年内完成对5G体系的发展愿景、体系架构、频谱利用等关键技术研发、试验与测试。

15G的概念

未来的新一代移动通信5G系统，频谱的超高利用率，人口密集区域优质通信的全面覆盖，从现有的有线向全面无线覆盖转换；具有高速的数据传输速率，提高资源利用率，传输速率比现有的4G提高10倍；对于现有的各类联网设备全支持，保护现有的设备投资；绿色节能环保的超低功耗，以最小化网络资源消耗构建通信网络；通过超实时、超可靠、超智能的数据传输，使得用户体验得到明显的改善；通过多种通信技术有机结合，构造一个全新的全覆盖的全球移动通信网络，以满足未来10年移动互联网流量增加1000倍的发展需求[2]。

25G的业务需求

2.1满足人们虚拟现实的需求

通过对三维视觉、听觉、嗅觉等感觉的技术合成，利用高性能的模拟系统使移动通信进入3D时代，人类可以在虚拟网络与现实世界之间进行具有临场感的交互体验。

2.2满足随时随地对高清视频的需求

由于未来5G网络将达到千兆级传输速度，用户通过移动网络几乎可以不受限制地传输大量数据文件，大量占用带宽的高清视频播放将变得畅通无阻，移动用户随时在线获得超高速的端到端通信速率，保证用户在任何地方都可欣赏到高清视频。

2.3满足智慧城市的需求

智慧城市是物联网、云计算等新一代信息技术和各类网络平台集成并与现实社会相结合的代名词，是城市发展规模转型升级的结果。智慧城市理念引发了建设智慧城市的热潮，各种类型智慧领域技术研究及商业应用成为业界研究和开发热点，未来5G的商用将为智慧城市带来更高质量、更加快捷的网络服务，为智慧城市的建设创造了必要的发展条件。通过5G移动互联云服务平台，用户可以对所需的相关智慧服务进行快捷的申请、使用、支付和撤销。

2.4满足物联网的需求

在未来，各种物体通过感知装置，经过传输网络将相关信息送达到指定的云计算平台，实现全面感知、可靠传送和高速移动处理，最终实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一个整体物联网，这些离不开一个高速、安全的网络支持，未来的5G网络将以无线、高速、安全方式处理各类物联网信息，为未来物联网提供新型的通信保障。

2.5满足全新的用户体验

多网融合的5G，不再停留在以技术为中心的服务理念，而是采用以体验为中心的服务方式，通过集成多种新型无线接入技术和现有无线接入技术提供极限体验，满足用户需求。

35G网络中的关键技术

3.1高频段传输

传统移动通信工作频段主要集中在3GHz以下，这使得目前的频谱资源十分拥挤，高频段在移动通信中的应用是未来的发展趋势，在高频段（如毫米波、厘米波频段）可以采用更加灵活的使用方式为将来5G分配足够的高频段支持业务发展，能够有效缓解频谱资源紧张的现状，可以实现极高速短距离通信，支持5G容量和传输速率等方面的需求[3]。高频段毫米波移动通信的主要优点是有足够量的可用带宽、小型化的天线和设备、较高的天线增益，但也存在传输距离短、穿透和绕射能力差、容易受气候环境影响等缺点[4]。射频器件、系统设计等方面的问题也有待进一步研究和解决。

3.2新型多天线阵列传输

多天线技术经历了从无源天线阵列到有源天线阵列的变化，使得天线阵列从二维向三维拓展，形成新颖的三维高阶MIMO大规模阵列，通过该阵列可以利用高频段的毫米波技术过滤用户间的干扰，提高无线信号的覆盖范围，将目前的频谱效率提高若干个数量级。目前研究人员已针对大规模天线信道测量与建模、阵列设计与校准、导频信道、码本及反馈机制等问题进行研究，以提升无线覆盖范围。

3.3同时同频全双工

全双工技术能够突破FDD和TDD方式的频谱资源使用限制，使得频谱资源的使用更加灵活。然而，全双工技术需要具备极高的干扰消除能力，这对干扰消除技术提出了极大的挑战，同时还存在相邻小区同频干扰问题，在多天线及组网场景下，全双工技术的应用难度更大。

3.4D2D传统的蜂窝通信系统的组网方式是以基站为中心实现小区覆盖，其基站及中继站是固定的，特别是无线多媒体业务不断增加，现有的方式将无法满足海量用户在不同应用环境中的业务需求。5G技术变革将打破传统的蜂窝小区通信系统的概念，通过D2D技术，无需借助基站的帮助就能够实现通信终端之间的直接通信，拓展网络连接和接入方式。由于采用短距离直接通信使得信道质量提高，同时保证较高的数据传输速率，较低的时延和功耗。

3.5软基站

作为未来5G的无线移动基站平台，5G的软基站将融合各种软件使得同一个硬件平台适应不同的通信制式需要，打破传统的紧耦合方式，对接入网架构进行彻底变革，以更灵活的方式实现未来通信，这样高度集中的软基站方式可以简化基站结构，精简管理，节约建网成本。

3.6密集网络

在未来的5G通信中，无线通信网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向演进。随着各种智能终端的普及，数据流量将出现井喷式的增长。未来数据业务将主要分布在室内和热点地区，这使得超密集网络成为实现未来5G的1000倍流量需求的主要手段之一。超密集网络能够改善网络覆盖，大幅度提升系统容量，并且对业务进行分流，具有更灵活的网络部署和更高效的频率复用。与此同时，愈发密集的网络部署也使得网络拓扑更加复杂，小区间干扰已经成为制约系统容量增长的主要因素，极大地降低了网络能效。干扰消除、小区快速发现、密集小区间协作、基于终端能力提升的移动性增强方案等，都是目前密集网络方面的研究热点。

3.7新型网络架构

未来5G可能采用C-RAN接入网架构。C-RAN是基于集中化处理、协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线接入网构架。C-RAN的基本思想是通过充分利用低成本高速光传输网络，直接在远端天线和集中化的中心节点间传送无线信号，以构建覆盖上百个基站服务区域，甚至上百平方公里的无线接入系统[5]。C-RAN架构适于采用协同技术，能够减小干扰，降低功耗，提升频谱效率，同时便于实现动态使用的智能化组网，集中处理有利于降低成本，便于维护，减少运营支出[6]。作为下一代的移动通信系统，目前5G的技术研究突破只是个时间问题，不久的将来可望以新的形式展现在世界的面前，实现未来高速高质通信梦想。

作者：夏晓峰 单位：韶关学院韶州师范分院