5G移動通信發(fā)展趨勢與關(guān)鍵技術(shù)

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【摘要】文章介紹了5g這一全新移動通信技術(shù)的發(fā)展趨勢及未來市場前景，著重闡述與之相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。從無線傳輸技術(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩大角度切入，詳細(xì)劃分后將其分為大規(guī)模多輸入輸出技術(shù)、OFDM技術(shù)、超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，旨在為相關(guān)工作提供必要參考。

【關(guān)鍵詞】5G移動通信;關(guān)鍵技術(shù);通信技術(shù)

引言：

20世紀(jì)80年代左右，移動通信系統(tǒng)產(chǎn)生，自此開始，如何有效改進(jìn)其中關(guān)鍵技術(shù)、適時更新系統(tǒng)并將其推廣，便成為相應(yīng)領(lǐng)域的研究要點(diǎn)。新型社會需求下，以往的4G通信系統(tǒng)顯然已經(jīng)無法滿足此種需要，5G移動通信技術(shù)是對前者的補(bǔ)充與升級，是移動通信系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。

一、5G移動通信發(fā)展趨勢

5G移動通信技術(shù)是在4G技術(shù)基礎(chǔ)上研發(fā)的，相比于前者而言，5G技術(shù)具備更高的傳輸速率，開始成為第五代移動通信技術(shù)。該技術(shù)大致特點(diǎn)及使用優(yōu)勢如下：1.大幅提升用戶感知。在研究過程中要求從用戶體驗(yàn)出發(fā)，將研究重點(diǎn)放在提升傳輸速率、吞吐量效率、三維能力上，這也是評價(jià)通信網(wǎng)絡(luò)能夠符合社會需要的關(guān)鍵性指標(biāo)；2.更具完善性與系統(tǒng)性，有助于全方位、多角度強(qiáng)化系統(tǒng)性能；3.實(shí)際生產(chǎn)生活中均會涉及到，能夠?qū)θ嗣裆钆c社會發(fā)展產(chǎn)生重要影響，隨著時間推移將滲入各領(lǐng)域中。自2018年起，5G技術(shù)便開始在部分國家商用，未來5G技術(shù)發(fā)展將會呈現(xiàn)出下述趨勢：1.所占市場比例與市場規(guī)模日益變大，根據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)在2020年至2025年之內(nèi)，其所占市場比例年均增長率將高達(dá)18%；2.網(wǎng)絡(luò)部署快速持續(xù)增加；3.用戶數(shù)量呈飛速上升趨勢；4.覆蓋范圍與涉及領(lǐng)域面積擴(kuò)大；5.市場競爭形勢良好，格局明朗，逐漸占據(jù)有利競爭地位；6.世界移動網(wǎng)絡(luò)容量增加；7.物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)裝置應(yīng)用次數(shù)明顯增多，5G技術(shù)極有可能被用于智慧城市、智慧工廠、無人駕駛車等領(lǐng)域中[1]。

二、關(guān)鍵技術(shù)

2.1無線傳輸技術(shù)

2.1.1大規(guī)模多輸入輸出技術(shù)

大規(guī)模多輸入輸出技術(shù)是眾多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，與其他技術(shù)相比，這一技術(shù)在某些方面更具使用優(yōu)勢，例如空間預(yù)測、空間分辨率、空間干擾度調(diào)整等。5G移動通信系統(tǒng)中如若適時融合大規(guī)模多輸入輸出技術(shù)，可引領(lǐng)5G技術(shù)在4G技術(shù)基礎(chǔ)上，快速提高功率效率、頻率效率，在真正意義上實(shí)現(xiàn)二者的量級提升。大規(guī)模多輸入輸出技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)及優(yōu)勢基本上包括以下幾點(diǎn)：1.顯著提高頻譜效率與空間分辨率，避免了基站密度持續(xù)增加問題的出現(xiàn)；2.具有集中波束的作用，保證移動通信系統(tǒng)正常運(yùn)行，不受外界信號干擾；3.提升功率效率；4.如若天線數(shù)量符合相應(yīng)條件，則大規(guī)模多輸入輸出技術(shù)受到其他信號干擾、噪音的影響可降至最低，甚至忽略不計(jì)。

2.1.2OFDM技術(shù)

OFDM技術(shù)又被成為多載波技術(shù)，相關(guān)研究較為成熟，該技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，多集中于信號處理上，技術(shù)應(yīng)用于處理簡便，這也是多載波技術(shù)得以大面積推廣的重要原因之一。5G移動通信系統(tǒng)下，各空白頻譜都應(yīng)盡可能的充分利用，而目前多載波技術(shù)尚無法實(shí)現(xiàn)，需要對其設(shè)計(jì)方案進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，據(jù)此，以濾波器組為基礎(chǔ)的FBMC設(shè)計(jì)方案應(yīng)運(yùn)而生。FBMC方案可結(jié)合現(xiàn)實(shí)需要，合理設(shè)計(jì)頻率響應(yīng)及沖擊響應(yīng)，低頻段內(nèi)未占用資源也可得到利用，同時可防止出現(xiàn)循環(huán)前綴插入問題。既可保證系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，也可兼顧不同載波間的寬帶設(shè)置，在載波控制上面較靈活，尤其是針對部分細(xì)小零件控制而言，更是優(yōu)勢顯著。

2.2無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2.2.1超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

考慮到5G移動通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，對應(yīng)網(wǎng)路需使各類無線網(wǎng)絡(luò)共存，換句話說，5G通信系統(tǒng)必須采用多種無線接入方式來確保其順利運(yùn)行。超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融入后，節(jié)點(diǎn)及終端之間的距離有效縮短，強(qiáng)化了整個系統(tǒng)的靈活性，具有增加容量的作用。具體應(yīng)用過程中，技術(shù)人員應(yīng)適當(dāng)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)動態(tài)部署技術(shù)，條件允許情況下，可利用有線回傳方式來實(shí)現(xiàn)。

2.2.2自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)成本控制中，如何進(jìn)行低成本、高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)部署及運(yùn)維，始終都是必須考慮的問題。全新網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，僅僅憑借人工操作的方式并不可取，5G移動通信系統(tǒng)又是協(xié)同多制式共存的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，在運(yùn)營業(yè)務(wù)日益變化的形勢內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)部署需快速適應(yīng)此種變化。自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開始出現(xiàn)，集網(wǎng)絡(luò)部署、故障診斷與排查、運(yùn)維于一體，有助于5G網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)步發(fā)展。

三、結(jié)論

綜上所述，5G技術(shù)出現(xiàn)及大范圍應(yīng)用主要目的為滿足互聯(lián)網(wǎng)市場業(yè)務(wù)需要，面向用戶市場為其提供一種全新體驗(yàn)。總的來說，當(dāng)前階段內(nèi)5G技術(shù)具體應(yīng)用中仍存在部分問題，但隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，上述問題將被逐一解決，這也是毋庸置疑的。

參考文獻(xiàn)

[1]安飛.5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關(guān)鍵技術(shù)[J].電子世界,2019(17):131+135

作者:張競文 單位:中國船舶重工集團(tuán)有限公司第七一○研究所