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前言：

移動通信技術由于具有建設成本低、使用方便等多方面優勢，已經在各個領域得到了廣泛應用。從第一代移動通信技術的研發到目前使用的4G技術，僅僅經歷了40多年的時間，而且5g技術的時代也即將到來，移動通信服務水平將再次得到質的提升。應積極關注于5G移動通信的發展趨勢，推動其關鍵技術的研究和發展。

一、5G移動通信發展現狀

5G移動通信即第五代移動通信標準的簡稱，從2G到3G、從3G到4G，移動通信技術的每一次升級換代，都會在通信技術能力方面取得飛躍式的突破。5G移動通信技術作為4G技術的延伸，目前已進入關鍵技術試驗階段，距離大范圍投入使用已經不再遙遠。關于5G移動通信技術的早期研究，可以追溯到華為企業2009年時提出的概念，在后續幾年時間里，華為向世界展示了5G基站原型機，并于2013年11月宣布預投資6億美元進行5G技術的創新研發，預言在2020年時用戶可以享受到高達20Gbps速率的5G移動網絡服務。隨時時間的臨近，5G移動通信技術也即將成為現實。韓國的三星電子有限公司、日本的電信營運商NTTDoCoMo等，也走在了5G移動通信技術研究的前列。從國際上的5G移動通信技術的研究情況來看，諾基亞與BellCanada合作研發的5G網絡技術在測試時數據傳輸速率達到加拿大現有4G網絡傳輸速率的6倍，韓國三星公司研發的5G通信技術數據傳輸速率預計能夠達到韓國現有4G技術的100倍以上。英國研發的5G網絡每秒數據傳輸速率125GB，是現有4G網絡的6.5萬倍。目前各國都處于試驗研究階段，多國已經預言5G技術將在2020年真正實現運行。我國在5G移動通信技術的研發方面也處于世界領先地位，工信部已經明確5G技術是未來移動通信技術發展的主要方向，預計數據傳輸速率將比現有4G技術提高10倍左右。雖然目前4G通信技術還保持主導地位，但在未來的1到2年內，5G技術將迎來爆發式增長，在各個領域投入使用。

二、5G移動通信發展趨勢

在5G移動通信技術的快速發展過程中，研究重點主要集中于5G基站的建設及數據傳輸速率的提升等方面。首先，作為新一代移動通信技術，5G將在現有4G技術的基礎上，考慮更多無線覆蓋的服務狀況，綜合用戶體驗、傳輸時延等方面的要求，通過進一步提升信號傳輸速率，在用戶“無感”的情況下完成數據傳輸任務。預計在5G移動網絡下，下載一部電影僅需要1秒鐘的時間，用戶再也不用等待電影刷新，盯著屏幕上的小光圈發呆。這主要是由于在5G技術的支持下，移動信號傳輸速率以及資源利用效率將得到大幅度的提升，可以在計算機技術、網絡技術等的配合下，優化網絡服務功能。其次，5G移動通信技術的研發，將拓展通信技術應用領域，滿足海量傳感設備運行需求，優化設備工作性能，支持實際生產活動的開展。在5G移動通信技術的應用下，可以利用其自感知和自調節功能，保證移動網絡運行狀態良好，持續穩定的為用戶提供服務。這對許多對通信質量有較高要求的社會生產領域，無疑是一次根本性的技術創新，可以幫助這些生產領域擺脫對有線通信網絡的依賴，真正發揮網絡化管理的優勢。再次，5G移動通信也對移動通信服務的細節展開了深入研究，能夠針對不同用戶的特點，提供不同的技術解決方案，在有限的資源投入水平下，最大化的提升通信效率和通信質量。比如通過探索多點、多天線、多小區、多用戶的寫作組網方式，從總體架構設計上進行優化，提高系統的實踐應用水平。在室內無線網絡覆蓋方面，也可以采用與有線網絡、光纖網絡相結合的形式，充分滿足用戶的實際需求。最后，5G網絡的應用還可以實現根據業務流量的實際情況，調節網絡資源，提高網絡資源利用率。在此情況下，也能夠幫助移動運營商降低運營成本，集中資源擴大5G網絡的覆蓋范圍。因此，在未來1到2年時間內，5G網絡將得到快速發展，逐漸從技術試驗階段過渡到實際應用階段，讓更多普通人享受到5G網絡帶來的便利。

三、5G移動通信的關鍵技術分析

（一）MIMO技術的研究與應用

從上述分析來看，相比于現有的4G技術，5G移動通信技術在傳輸速率、傳輸時延、資源利用率等方面的指標都會取得明顯提升。并且能夠為移動網絡運行的安全性和穩定性提供保障。其中，多天線（MIMO）技術的應用是網絡系統運行穩定性的重要保障，而且能夠顯著提升5G移動通信技術的數據傳輸速率。MIMO技術目前已經在無線通信領域得到了較為廣泛的領域，通過增加天線數量，提高系統穩定性和運行效率。但是在天線數量的增加過程中，其技術處理過程也較為復雜，而且會增加占地面積。比如在一個LTE系統中，一般只能采用4根天線進行信號收發，采用MIMO技術可以應用8根天線，并為系統運行的穩定性提供保障。MIMO技術為多天線系統配置提供了具體的技術解決方案。在大規模的MIMO系統中，基站甚至可以配置上百根天線，保證平均數量級在2個左右。如此多的天線數量，能夠同時滿足多個用戶的通信需求。在其配置過程中，則將所有天線全部集中于基站統一設置，形成MIMO體系。在此情況下，能夠提升5G通信系統分辨率，節約空間資源占用，保證基站的空間自由度，為基站的布置靈活性提供保證。

（二）自組網技術的研究與應用

在傳統移動通信網絡的部署過程中，運行維護工作主要依靠人工完成。在大范圍應用5G移動通信技術時，需要的人力資源規模非常大。而且通信系統的運行維護成本占比非常高，一般能夠達到70%左右，這也會限制5G技術的大范圍應用。自組織網絡技術的應用，可以解決5G網絡部署方面的難題，幫助5G工程降低對人力資源的依賴，同時可以減少人為失誤的影響，提高組網水平。在5G網絡的組間過程中，基站布設具有較高的技術復雜性，在運行維護管理方面也存在較大難度。而且5G移動通信網絡中包含許多異構網絡，節點非常復雜。利用自組網技術，也可以解決5G網絡建設過程中的技術性問題，提高系統自配效率，并對網絡組織結構進行自動優化。比如低功率節點對鄰區關系會產生一定影響，導致其自身結構更加復雜，可以利用自組網技術對超密集網絡進行處理，隨機部署切入點，提高系統自配效率，降低對鄰區關系的影響。

（三）多載波技術的研究與應用

多載波技術是5G移動通信的關鍵實現技術之一，在降低系統復雜度、提高系統信號抗多徑衰落等方面有突出的應用優勢。多載波器技術使用包含多個濾波器的濾波器組，其特點是峰均較高，頻譜應用率較低，而且載波智能在同頻中進行應用。為了優化5G移動通信技術的信息傳輸效率，確保寬帶頻率保持在1GHz以上，需要處理低頻段不能滿足頻率標準的問題。比如目前863計劃是多載波技術在5G移動通信中具有代表性的應用項目。通過對多載波技術應用情況進行具體分析，借助多載波技術的優勢，以發送端傳輸為依托，實現濾波器合成，從而對多載波進行統一的調節和控制。在此基礎上，結合實際應用情況，設立設計濾波器沖擊響應能力，使其達到5G應用標準。在設計濾波器的沖擊響應能力時，需要改變濾波容易產生相交干涉的現象，在傳輸系統中不需要安裝循環后綴，從而保證5G網絡的高效運行。此外，在多載波技術的應用基礎上，通過合理設置子載波重疊程度和寬帶頻率等，可有效提高5G網絡資源利用率。

（四）新網絡架構技術的研究與應用

在5G移動通信網絡的組間過程中，也需要利用到許多新型網絡結構技術。比如上述提到的超密集異構網絡技術，需要形成多層次異構密集網絡，支持含量接入的應用場景。保證5G通信網絡能夠給用戶帶來1000倍流量的應用場景體驗。這需要減小網絡節點小區覆蓋半徑，增加節點數量，降低發射功率。具體可采用有線回傳技術等，簡化程序，節約資源，充分發揮5G技術優勢。還有軟件定義網絡（SDN）、網絡功能虛擬化（NFV）等，都是5G移動通信組網中的重要技術。通過采用軟件定義網絡方式，可以使網絡架構更加開放、靈活，而且具有可編程性，為組網設計提供方便。在軟件化和虛擬化的設計思想下，可實現數據與控制分離，優化網絡結構，滿足5G移動通信網絡的組網需求。在此情況下，可以在控制器上進行網絡控制，打破現有無線網絡的封閉現象，提高網絡互通性，為資源優化調配奠定基礎。

（五）網絡兼容與切換技術的研究與應用

在5G移動通信正式投入使用后，也需要將4G網絡和Wifi網絡等融入其中。需要采用服務質量（QOS）服務機制，對各種網絡的信號質量進行判斷，自動選擇最佳的移動網絡連接方式，并實現無線站點之間的無縫切換，從而最大化的滿足用戶實際使用需求，為用戶帶來較好的移動網絡使用體驗。在移動通信過程中，空中接口主要利用無線技術傳遞信息，關鍵指標包括吞吐率、無線傳輸實效性、系統智能化程度等。通過應用網絡兼容與切換技術，可以提升這些方面的綜合指標，從而優化用戶的應用體驗。

四、結束語

綜上所述，5G移動通信已經進入到關鍵技術試驗階段，即將正式投入商業應用。通過對5G移動通信技術的發展趨勢進行研究，可以更詳細的了解其發展動態，并明確5G技術實現的關鍵技術，為相關研究工作提供參考。

作者:王宏武 單位:中興通訊股份有限公司天津分公司