5G移動通信發(fā)展趨勢和關(guān)鍵技術(shù)信息化時代進(jìn)入新時期后，科學(xué)技術(shù)革新速度不斷加快，通信技術(shù)也獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，如今已經(jīng)開始探索研究5G移動通信技術(shù)并已開設(shè)建設(shè)運(yùn)行。結(jié)合我國實際情況，在2020年之后，將會大力推廣應(yīng)用5G移動通信系統(tǒng)。那么針對我們通信行業(yè)來說，5G技術(shù)的發(fā)展趨勢和核心技術(shù)到底有什么好處。

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5G指的是第五代移動電話系統(tǒng)，其有效拓展和延伸了4G移動通信技術(shù)?，F(xiàn)階段來講，5G移動通信技術(shù)還沒有確定明確的標(biāo)準(zhǔn)，也沒有涉及到任何的官方文件。但是在時代發(fā)展進(jìn)步過程中，人們對通信技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生越來越高的期望，5G移動通信技術(shù)必將會有廣闊的發(fā)展領(lǐng)域。

一、移動通信技術(shù)發(fā)展歷程

一般情況下，可以從四個發(fā)展階段來劃分移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程，上個世紀(jì)八十年代首先提出了第一代通信技術(shù)，本種通信技術(shù)主要是模擬傳輸，具有較小的業(yè)務(wù)量、較差的安全性及質(zhì)量等特點。二十世紀(jì)九十年代初期開始出現(xiàn)第二代通信技術(shù)，本種技術(shù)將更加密集的技術(shù)結(jié)構(gòu)、智能技術(shù)運(yùn)用過來，相較于1G技術(shù)，具有一定的優(yōu)勢，但是移動通信業(yè)的發(fā)展需求依然得不到滿足。而第三代通信技術(shù)則將智能信號等處理技術(shù)運(yùn)用過來，可以將移動寬帶服務(wù)提供給客戶，但是本技術(shù)中，依然不能夠高效利用頻譜，浪費(fèi)了大量的頻譜資源。在這種情況下，提出了第四代通信技術(shù)，其具有較好的視頻圖像傳輸效果，下載速度較快，計費(fèi)方式比較靈活。但是，進(jìn)入新時期后，人們對網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)提出了更高的要求，需要開發(fā)第五代通信系統(tǒng)，其有機(jī)結(jié)合了其他無線移動通信技術(shù)，可以顯著提升傳輸速率、資源利用率以及無線覆蓋性能等，滿足社會發(fā)展的需求。

二、5G移動通信技術(shù)的特點及優(yōu)勢

2.1 較高的頻譜利用率。研究發(fā)現(xiàn)，5G移動通信技術(shù)將會更加廣泛的應(yīng)用高頻段的頻譜資源，以目前形勢來講，高頻段頻譜資源利用效率依然會受到高頻段無線電波穿透能力的影響，存在著諸多的限制，但是光載無線組網(wǎng)、有線與無線寬帶技術(shù)的融合等技術(shù)的應(yīng)用則不會受到影響。

2.2 大幅度提升通信系統(tǒng)性能。在過去的通信系統(tǒng)理念下，核心目標(biāo)是信息編譯碼、點點之間的物理層面?zhèn)鬏敿夹g(shù)，5G移動通信技術(shù)則打破了這個限制，其主要研究如何協(xié)作與組網(wǎng)多點、多天線、多用戶等內(nèi)容，促使通信系統(tǒng)性能得到較大程度的提升。

2.3 先進(jìn)的設(shè)計理念。室內(nèi)通信業(yè)務(wù)在通信業(yè)務(wù)整體中占據(jù)著主導(dǎo)地位，因為，5G移動通信系統(tǒng)設(shè)計中，主要考慮如何提升室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能與業(yè)務(wù)支撐能力，這樣傳統(tǒng)移動通信系統(tǒng)的設(shè)計理念就會發(fā)生改變。

2.4 降低了能耗和運(yùn)營成本。在未來發(fā)展中，5G無線網(wǎng)絡(luò)將會重點研究和探索軟配置設(shè)計，結(jié)合動態(tài)業(yè)務(wù)流量變化，運(yùn)營商能夠?qū)崟r動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源，這樣能耗、網(wǎng)絡(luò)資源運(yùn)營成本都可以得到非常有效的降低。

三、5G移動通信技術(shù)發(fā)展趨勢

目前，在移動通信領(lǐng)域內(nèi)，全球已經(jīng)充分重視5G移動通信技術(shù)的研究?？茖W(xué)技術(shù)的不斷革新，將會日趨明確5G移動通信技術(shù)的關(guān)鍵支撐技術(shù)；未來幾年內(nèi)，本技術(shù)將會獲得實質(zhì)性發(fā)展，也就是研究與制定標(biāo)準(zhǔn)。同時，通過頻率效率的提升、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變革以及新頻譜資源的開發(fā)利用，也將會在較大程度上提升5G移動通信系統(tǒng)的容量。在2013年，歐盟諸國將5G研發(fā)項目啟動于第7框架計劃中，一個重要參與方為我國華為公司。通過啟動本項目，出現(xiàn)了諸多的5G移動通信技術(shù)研發(fā)組織。我國成立了5G推進(jìn)組，韓國成立了5G技術(shù)論壇等?，F(xiàn)階段，世界各國都全面深入的研究5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用需求、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)、候選頻段等內(nèi)容。其中，5G移動通信技術(shù)發(fā)展的動力來自于移動互聯(lián)網(wǎng)，借助于無線網(wǎng)絡(luò)的方式，向用戶提供現(xiàn)有固定互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的各種服務(wù)業(yè)務(wù)，且廣泛運(yùn)用后臺服務(wù)和云計算，對5G移動通信技術(shù)也將會產(chǎn)生巨大的促進(jìn)作用，人們也將會更加重視系統(tǒng)容量與傳輸質(zhì)量。5G移動通信技術(shù)在發(fā)展過程中，需要考慮如何與其他無線移動通信技術(shù)所密切銜接，以便將更加全面和基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)服務(wù)提供給網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。結(jié)合相關(guān)意見，5G移動通信技術(shù)將會從三個方面提升網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能力，首先是積極運(yùn)用先進(jìn)的無線通信傳輸技術(shù)，翻倍提升網(wǎng)絡(luò)資源的利用率；其次引入新的體系結(jié)構(gòu)，從深度上擴(kuò)展其智能化能力，大幅度提升無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體吞吐率；最后，充分挖掘更加先進(jìn)的頻率資源，包括可見光、毫米光、高頻段等內(nèi)容，以便有效擴(kuò)展未來無線移動通信資源。

四、5G移動通信關(guān)鍵技術(shù)

4.1 無線傳輸技術(shù)

以大規(guī)模MIMO技術(shù)為例，要想促使系統(tǒng)頻譜效率、傳輸可靠性得到提升，非常重要的一項手段為多天線技術(shù)，在3G系統(tǒng)、LTE、WLAN等無線通信系統(tǒng)中得到了較為廣泛的運(yùn)用。實踐研究表明，越多的天線數(shù)量，就會越明顯的提升頻譜效率及可靠性。特別是具有較大數(shù)量的發(fā)射天線和接收天線時，收發(fā)天線數(shù)中的最小值與MIMO信道容量之間將會呈現(xiàn)出線性增長態(tài)勢。因此，將大數(shù)量的天線運(yùn)用過來，可以顯著提升系統(tǒng)的容量。但是多天線占據(jù)較大的空間，實現(xiàn)難度較高，現(xiàn)行無線通信系統(tǒng)收發(fā)端配置了較少的天線數(shù)量，以LTE系統(tǒng)和LTE-A系統(tǒng)為例，分別將4根天線和8根天線運(yùn)用過來。但是其可以顯著提升容量，增強(qiáng)可靠性，研究人員開始密切關(guān)注MIMO系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)。大規(guī)模MIMO中，基站中配置的天線數(shù)量十分巨大，同一時頻資源中，可以對若干個用戶同時服務(wù)；擁有多樣化的天線配置方式，可以在一個基站上集中配置這些天線，促使有集中式的大規(guī)模MIMO形成，也可以在多個節(jié)點上分布式配置，促使有分布式的大規(guī)模MIMO形成。研究發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模MIMO具有較大的優(yōu)勢，其顯著增強(qiáng)了空間分辨率，可以對空間維度資源深度挖掘，將大規(guī)模MIMO的空間自由度與基站提供給網(wǎng)絡(luò)中的多個用戶，實現(xiàn)同時通信需求，這樣基站密度、寬帶等都不需要增加，頻譜效率就可以大幅度提升。大規(guī)模MIMO可以在很窄的范圍內(nèi)集中波束，促使干擾得到降低；如果有足夠大的天線數(shù)量時，那么線性預(yù)編碼、線性檢測器也將會達(dá)到最優(yōu)，基本上不需要考慮噪聲干擾和其他類型的干擾。

4.2 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

以自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為例，傳統(tǒng)移動通信網(wǎng)絡(luò)中借助于人工方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)維，需要花費(fèi)大量的人力資源和運(yùn)行成本。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析表明，運(yùn)營商百分之七十的收入為運(yùn)營成本。且移動通信網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展過程中，人工方式無法有效優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)。因此，為了促使網(wǎng)絡(luò)部署、優(yōu)化等問題得到解決，總收入中運(yùn)維成本的比例得到降低，運(yùn)營商能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)更加高效的運(yùn)營和維護(hù)，自組織網(wǎng)絡(luò)概念被提了出來。自組織網(wǎng)絡(luò)是將自組織能力引入到網(wǎng)絡(luò)中，以便可以自動運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、部署、維護(hù)和優(yōu)化等諸多環(huán)節(jié)，這樣人工干預(yù)可以得到最大程度的減少。5G系統(tǒng)因為將比較復(fù)雜的無線傳輸技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)運(yùn)用過來，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜程度不斷提升，為了促使5G網(wǎng)絡(luò)性能得到保證，就需要實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的深度智能化。5G采取多制式共存的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，因為共存了多層、多無線接入技術(shù)，導(dǎo)致其擁有比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，無線接入技術(shù)內(nèi)部、覆蓋能力的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間具有復(fù)雜的關(guān)系，那么就會增加網(wǎng)絡(luò)部署、運(yùn)營和維護(hù)工作難度。為了促使其復(fù)雜度與運(yùn)營維護(hù)成本得到降低，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維質(zhì)量得到提升，未來5G網(wǎng)絡(luò)將會對智能統(tǒng)一的SON功能更加支持，能夠自配置、自優(yōu)化與自愈合多種無線接入技術(shù)?，F(xiàn)階段，SON技術(shù)已經(jīng)獲得較快發(fā)展，開始應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)中，但是都是在各自網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用SON技術(shù)，多網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)同得不到滿足。針對這種情況，未來就需要對支持協(xié)同異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的SON技術(shù)深入研究，促使自愈合功能得到切實實現(xiàn)。

五、結(jié)語：綜上所述，根據(jù)相關(guān)預(yù)計和發(fā)展規(guī)律，2020年后將會逐步推廣應(yīng)用5G技術(shù)，以便促使未來移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)飛速增長的需求得到滿足，將新的業(yè)務(wù)體驗帶給用戶?，F(xiàn)階段，5G技術(shù)研究處于剛剛起步階段，未來幾年內(nèi)將是其發(fā)展關(guān)鍵階段。因此，相關(guān)工作人員就需要深入研究5G移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢，推動我國通信行業(yè)的整體進(jìn)步與發(fā)展。