5G的关键技术
无线接入部分
1.大规模MIMO 技术
MIMO技术将传统的时域、频域、码域三维扩展为了时域、频域、码域、空域四维，新增纬度极大的提高了数据传输速率。随着天线能力和芯片处理能力的增强，目前MIMO技术从2*2MIMO发展为了8*8MIMO，从单用户MIMO发展为了多用户MIMO和协作MIMO。目前MIMO技术的新进展包括三个方面：从无源到有源，从二维(2D)到三维(3D)，从高阶MIMO到大规模阵列。
有源天线系统（AAS）在天线系统中集成射频电路功能，从而提高能量效率，降低系统的功耗；提高波束赋行能力，进一步提高系统的容量性能；降低站址维护和租赁费用：
3D MIMO支持多用户波束智能赋型，减少用户间干扰，结合高频段毫米波技术，将进一步改善无线信号覆盖性能。
大规模阵列MIMO提供了更强的定向能力和赋形能力：
多维度的海量MIMO技术，将显著提高频谱效率，降低发射功率，实现绿色节能，提升覆盖能力，而如今大规模MIMO仍旧面临一些问题，如大规模天线信
道测量与建模、阵列设计与校准、导频信道、码本及反馈机制、天线的规模尺寸、实际工程安装和使用场景等问题，这些问题的探讨和成果会成为未来5G的重要发展方向。
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MIMO技术已经广泛应用于WIFI、LTE等。理论上，天线越多，频谱效率和传输可靠性就越高。大规模MIMO技术可以由一些并不昂贵的低功耗的天线组件来实现，为实现在高频段上进行移动通信提供了广阔的前景，它可以成倍提升无线频谱效率，增强网络覆盖和系统容量，帮助运营商最大限度利用已有站址和频谱资源。
我们以一个20平方厘米的天线物理平面为例，如果这些天线以半波长的间距排列在一个个方格中，则：如果工作频段为3.5GHz，就可部署16副天线；如工作频段为10GHz，就可部署169根天线。。。。。
3D-MIMO技术在原有的MIMO基础上增加了垂直维度，使得波束在空间上三维赋型，可避免了相互之间的干扰。配合大规模MIMO，可实现多方向波束赋型。
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多天线技术作为提高系统频谱效率和传输可靠性的有效手段, 已经应用于多种无线通信系统, 如3G 系统、LTE、LTE-A、WLAN 等. 根据信息论, 天线数量越多, 频谱效率和可靠性提升越明显. 尤其是, 当发射天线和接收天线数量很大时, MIMO 信道容量将随收发天线数中的最小值近似线性增长.因此, 采用大数量的天线, 为大幅度提高系统的容量提供了一个有效的途径. 由于多天线所占空间、实现复杂度等技术条件的限制, 目前的无线通信系统中, 收发端配置的天线数量都不多, 比如在LTE 系统中最多采用了4 根天线, LTE-A 系统中最多采用了8 根天线[4]. 但由于其巨大的容量和可靠性增益, 针对大天线数的MIMO 系统相关技术的研究吸引了研究人员的关注, 如单个小区情况下, 基站配有大大超过移动台天线数量的天线的多用户MIMO 系统的研究等[5]. 进而, 2010 年, 贝尔实验室的Marzetta 研究了多小区、TDD (time division duplexing) 情况下, 各基站配置无限数量天线的极端情况的多用户MIMO 技术, 提出了大规模MIMO (large scale MIMO, 或者称Massive MIMO) 的概念[6],发现了一些与单小区、有限数量天线时的不同特征. 之后, 众多的研究人员在此基础上研究了基站配置有限天线数量的情况[7]. 在大规模MIMO 中, 基站配置数量非常大(通常几十到几百根, 是现有系统天线数量的1_2 个数量级以上) 的天线, 在同一个时频资源上同时服务若干个用户. 在天线的配置方式上, 这些天线可以是集中地配置在一个基站上, 形成集中式的大规模MIMO, 也可以是分布式地配置在多个节点上, 形成分布式的大规模MIMO. 值得一提的是, 我国学者在分布式MIMO 的研究一直走在国际的前列[8_10].
大规模MIMO 带来的好处主要体现在以下几个方面: 第一, 大规模MIMO 的空间分辨率与现有MIMO 相比显著增强, 能深度挖掘空间维度资源, 使得网络中的多个用户可以在同一时频资源上利用大规模MIMO 提供的空间自由度与基站同时进行通信, 从而在不需要增加基站密度和带宽的条件下大幅度提高频谱效率. 第二, 大规模MIMO 可将波束集中在
很窄的范围内, 从而大幅度降低干扰. 第三, 可大幅降低发射功率[7], 从而提高功率效率. 第四, 当天线数量足够大时, 最简单的线性预编码和线性检测器趋于最优, 并且噪声和不相关干扰都可忽略不计.
近两年针对大规模MIMO 技术的研究工作主要集中在信道模型、容量和传输技术性能分析、预编码技术、信道估计与信号检测技术等方面[1114], 但还存在一些问题: 由于理论建模和实测模型工作较少, 还没有被广泛认可的信道模型; 由于需要利用信道互易性减少信道状态信息获取的开销, 目前的传输方案大都假设采用TDD 系统, 用户都是单天线的, 并且其数量远小于基站天线数量. 导频数量随用户数量线性增加, 开销较大, 信号检测和预编码都需要高维矩阵运算, 复杂度高, 并且由于需要利用上下行信道的互易性, 难以适应高速移动场景和FDD (frequency division duplexing) 系统; 在分析信道容量及传输方案的性能时, 大都假设独立同分布信道, 从而认为导频污染是大规模MIMO 的瓶颈问题, 使得分析结果存在明显的局限性, 等等. 因此, 为了充分挖掘大规模MIMO 的潜在技术优势,需要深入研究符合实际应用场景的信道模型, 分析其对信道容量的影响, 并在实际信道模型、适度的导频开销、可接受的实现复杂度下, 分析其可达的频谱效率、功率效率, 并研究最优的无线传输方法、信道信息获取方法、多用户共享空间无线资源的联合资源调配方法.
针对以上问题的研究, 存在诸多的挑战, 但随着研究的深入, 大规模MIMO 在5G 中的应用被寄予了厚望[15], 可以预计, 大规模MIMO 技术将成为5G 区别于现有系统的核心技术之一.
2.同时同频全双工
同时同频全双工技术是指在相同的频谱上，通信的双方同时发送和接收信号，与传统的TDD和FDD双工方式相比，从理论上可以提高空口频谱效率1倍。
全双工技术能够突破传统FDD和TDD方式的频谱资源使用限制。然而，全双工意味着干扰的产生，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。
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全双工通信技术指同时、同频进行双向通信的技术. 由于在无线通信系统中, 网络侧和终端侧存在固有的发射信号对接收信号的自干扰, 现有的无线通信系统中, 由于技术条件的限制, 不能实现同时同频的双向通信, 双向链路都是通过时间或频率进行区分的, 对应于TDD 和FDD 方式. 由于不能进行同时、同频双向通信, 理论上浪费了一半的无线资源(频率和时间).
由于全双工技术理论上可提高频谱利用率一倍的巨大潜力, 可实现更加灵活的频谱使用, 同时由于器件技术和信号处理技术的发展, 同频同时的全双工技术逐渐成为研究热点, 是5G 系统充分挖掘无线频谱资源的一个重要方向[31_34]. 但全双工技术同时也面临一些具有挑战性的难题. 由于接收和发送信号之间的功率差异非常大, 导致严重的自干扰(典型值为70 dB), 因此实现全双工技术应用的首要问题是自干扰的抵消[35]. 近年来, 研究人员发展了各类干扰抵消技术, 包括模拟端干扰抵消、对已知的干扰信号的数字端干扰抵消及它们的混合方式、利用附加的放置在特定位置的天线进行干扰抵消的技术等[36;37], 以及后来的一些改进技术[38]. 通过这些技术的联合应用, 在特定的场景下, 能消除大部分的自干扰. 研究人员也开发了实验系统, 通过实验来验证全双工技术的可行性[37;39], 在部分条件下达到了全双工系统理论容量的90%左右. 虽然这些实验证明了全双工技术是可行的, 但这些实验系统都基本是单基站、小终端数量的, 没有对大量基站和大量终端的情况进行实验验证, 并且现有结果显示, 全双工技术并不能在所有条件下都获得理想的性能增益. 比如, 天线抵消技术中需要多个发射天线, 对大带宽情况下的消除效果还不理想, 并且大都只能支持单数据流工作, 不能充分发挥MIMO的能力, 因此, 还不能适用于MIMO 系统; MIMO 条件下的全双工技术与半双工技术的性能分析还大多是一些简单的、面向小天线数的仿真结果的比较, 特别是对大规模MIMO 条件下的性能差异还缺乏深入的理论分析[40;41], 需要在建立更合理的干扰模型的基础上对之进行深入系统的分析; 目前, 对全双工系统的容量分析大多是面向单小区、用户数比较少, 并且是发射功率和传输距离比较小的情况,缺乏对多小区、大用户数等条件下的研究结果, 因此在多小区大动态范围下的全双工技术中的干扰消除技术、资源分配技术、组网技术、容量分析、与MIMO 技术的结合, 以及大规模组网条件下的实验验证, 是需要深入研究的重要问题.
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3.基于滤波器组的多载波技术 FBMC
在OFDM系统中，各个子载波在时域相互正交，它们的频谱相互重叠，因而具有较高的频谱利用率。OFDM技术一般应用在无线系统的数据传输中，在OFDM系统中，由于无
线信道的多径效应，从而使符号间产生干扰。为了消除符号问干扰(ISI)，在符号间插入保护间隔。插入保护间隔的一般方法是符号间置零，即发送第一个符号后停留一段时间(不发送
任何信息)，接下来再发送第二个符号。在OFDM系统中，这样虽然减弱或消除了符号间干扰，由于破坏了子载波间的正交性，从而导致了子载波之间的干扰(ICI)。因此，这种方法在OFDM系统中不能采用。在OFDM系统中，为了既可以消除ISI，又可以消除ICI，通常保护间隔是由CP（Cycle Prefix，循环前缀来)充当。CP是系统开销，不传输有效数据,从而降低了频谱效率。
而FBMC利用一组不交叠的带限子载波实现多载波传输，FMC对于频偏引起的载波间干扰非常小，不需要CP（循环前缀），较大的提高了频率效率。
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由于在频谱效率、对抗多径衰落、低实现复杂度等方面的优势, OFDM (orthogonal frequency
di-vision multiplexing) 技术被广泛应用于各类无线通信系统, 如WiMaX、LTE 和LTE-A 系统的下行链路, 但OFDM 技术也存在很多不足之处. 比如, 需要插入循环前缀以对抗多径衰落, 从而导致无线资源的浪费; 对载波频偏的敏感性高, 具有较高的峰均比; 另外, 各子载波必
须具有相同的带宽, 各子载波之间必须保持同步, 各子载波之间必须保持正交等, 限制了频
谱使用的灵活性. 此外, 由于OFDM技术采用了方波作为基带波形, 载波旁瓣较大, 从而在
各载波同步不能严格保证的情况下使得相邻载波之间的干扰比较严重. 在5G 系统中, 由于
支撑高数据速率的需要, 将可能需要高达1 GHz 的带宽.但在某些较低的频段, 难以获得连
续的宽带频谱资源, 而在这些频段, 某些无线传输系统, 如电视系统中, 存在一些未被使用
的频谱资源(空白频谱). 但是, 这些空白频谱的位置可能是不连续的, 并且可用的带宽也不
一定相同, 采用OFDM 技术难以实现对这些可用频谱的使用. 灵活有效地利用这些空白
的频谱, 是5G 系统设计的一个重要问题.为了解决这些问题, 寻求其他多载波实现方案引起
了研究人员的关注[16_25]. 其中, 基于滤波器组的多载波(FBMC, _lter-bank based multicarrier)
实现方案是被认为是解决以上问题的有效手段, 被我国学者最早应用于国家863 计划后3G
试验系统中[16]. 滤波器组技术起源于20 世纪70 年代, 并在20 世纪80 年代开始受到关注,
现已广泛应用于图像处理、雷达信号处理、通信信号处理等诸多领域.
在基于滤波器组的多载波技术中, 发送端通过合成滤波器组来实现多载波调制, 接收端通过
分析滤波器组来实现多载波解调. 合成滤波器组和分析滤波器组由一组并行的成员滤波器
构成, 其中各个成员滤波器都是由原型滤波器经载波调制而得到的调制滤波器[16]. 与OFDM
技术不同, FBMC 中, 由于原型滤波器的冲击响应和频率响应可以根据需要进行设计, 各载
波之间不再必须是正交的, 不需要插入循环前缀; 能实现各子载波带宽设置、各子载波之间
的交叠程度的灵活控制, 从而可灵活控制相邻子载波之间的干扰, 并且便于使用一些零散的
频谱资源; 各子载波之间不需要同步, 同步、信道估计、检测等可在各资载波上单独进行处理, 因此尤其适合于难以实现各用户之间严格同步的上行链路. 但另一方面, 由于各载波之
间相互不正交, 子载波之间存在干扰; 采用非矩形波形, 导致符号之间存在时域干扰, 需要
通过采用一些技术来进行干扰的消除. FBMC 技术中, 多载波性能取决于原型滤波器的设计
和调制滤波器的设计, 而为了满足特定的频率响应特性的要求, 要求原型滤波器的长度远远
大于子信道的数量, 实现复杂度高, 不利于硬件实现. 因此,发展符合5G 要求的滤波器组的
快速实现算法是FBMC 技术重要的研究内容[30].
4.终端之间直接通信（D2D）
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，而基站之间通过有线技术连接到核心网，所有的通信必须通过核心网进行数据交换。随着无线多媒体业务不断增多，传统的业务提供方式已无法满足海量用户在不同环境下的业务需求。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。由于短距离直接通信，信道质量高，D2D能够实现较高的数据速率、较低的时延和较低的功耗;通过广泛分布的终端，能够改善覆盖，
实现频谱资源的高效利用;支持更灵活的网络架构和连接方法，提升链路灵活性和网络可靠性。
目前，D2D采用广播、组播和单播技术方案，未来将发展其增强技术，包括基于D2D的中继技术、多天线技术和联合编码技术等。然而D2D通信仍有一些问题尚不明朗，需要业界继续思考和探索，包括：
运营商的商业模式：如何合理地对终端直通进行收费；如何有效控制网络质量；如何合法监听，保障信息安全？
终端用户的消费心理：如何保证自身的隐私；如何激励用户做中继终端使用？
与已有技术的差异化：与WiFi Direct、Bluetooth和一些集群业务的差异化如何体现？
终端的能耗的问题：海量数据中继和传输的过程中电池电源的消耗情况？——————————————————————————————————————————————————————————5.非正交多址接入技术（Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA）
我们知道3G采用直接序列码分多址（Direct Sequence CDMA，DS-CDMA）技术，手机接收端使用Rake接收器，由于其非正交特性，就得使用快速功率控制（Fast transmission power control，TPC)来解决手机和小区之间的远-近问题。
而4G网络则采用正交频分多址（OFDM）技术，OFDM不但可以克服多径干扰问题，而且和MIMO技术配合，极大的提高了数据速率。由于多用户正交，手机和小区之间就不
存在远-近问题，快速功率控制就被舍弃，而采用AMC（自适应编码）的方法来实现链路自适应。
NOMA希望实现的是，重拾3G时代的非正交多用户复用原理，并将之融合于现在的4GOFDM技术之中。从2G，3G到4G,多用户复用技术无非就是在时域、频域、码域上做文章，而NOMA在OFDM的基础上增加了一个维度——功率域。新增这个功率域的目的是，利用每个用户不同的路径损耗来实现多用户复用。
实现多用户在功率域的复用，需要在接收端加装一个SIC（持续干扰消除），通过这个干扰消除器，加上信道编码（如Turbo code或低密度奇偶校验码（LDPC)等），就可以在接收端区分出不同用户的信号。
NOMA可以利用不同的路径损耗的差异来对多路发射信号进行叠加，从而提高信号增益。它能够让同一小区覆盖范围的所有移动设备都能获得最大的可接入带宽，可以解决由于大规模连接带来的网络挑战。
NOMA的另一优点是，无需知道每个信道的CSI（信道状态信息），从而有望在高速移动场景下获得更好的性能，并能组建更好的移动节点回程链路。——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————
6.毫米波（millimeter waves，mm-Waves)
目前，移动通信工作频段主要集中在3GHz以下，这使得频谱资源十分拥挤，
为了寻找更丰富的频谱资源，人们开始向高频段(如毫米波、厘米波频段)进军。
60GHz早期用于军方卫星间保密通信，由于其频谱非常高，频带宽广，因此
在短距离应用时，抗干扰强，安全性高。2001年美国FCC开放57G到64G免费
频段商用，之后全球积极响应，目前的全球共有4个频段，9GHz的可用资源。
分析60GHz频段，优劣势一目了然，优势有：
有史以来全球统一的最大的免费带宽；
信道干净，抗干扰强，频谱复用度高；
天线和设备小型化、较高的天线增益。
同时，其劣势也是不容忽视的：
最大工作距离不超过10米；
其绕射、折射能力差，受天气影响大，不能穿墙，只适合同房间内传输；
毫米波芯片设计挑战巨大；
量产后封装及测试仍不完善。
60GHz的使用必须在特定的场景下，需要配合其他的通信技术共同使用，如何为其寻找最适合的搭档和土壤，是相关工作者亟待解决的问题。
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什么叫毫米波？频率30GHz到300GHz,波长范围10到1毫米。由于足够量的可用带宽，较高的天线增益，毫米波技术可以支持超高速的传输率，且波束窄，灵活可控，可以连接大量设备。以下图为例：
蓝色手机处于4G小区覆盖边缘，信号较差，且有建筑物（房子）阻挡，此时，就可以通过毫米波传输，绕过建筑物阻挡，实现高速传输。同样，粉色手机同样可以使用毫米波实现与4G小区的连接，且不会产生干扰。当然，由于绿色手机距离4G小区较近，可以直接和4G小区连接。
无线网络部分
1.超密集异构网络技术
立体分层网络（HetNet）是指，在宏蜂窝网络层中布放大量微蜂窝（Microcell）、微微蜂窝（Pico cell）、毫微微蜂窝（Femto cell）等接入点，来满足数据容量增长要求。到了5G 时代，更多的物-物连接接入网络，HetNet的密度将会大大增加。
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传统的网络结构为同构网络，使用相同的无线传输制式，使用同一的基站类型，网络拓扑结构规则，提供相同的覆盖，提供相似的业务和服务。随着用户的数量增多以及带宽需求激增这种网络将会面临瓶颈。更高的容量和覆盖需求，促使网络从水平的蜂窝结构网络向立体分层的异构网络转变。异构网络，主要是指在宏蜂窝覆盖小区中放置低功率节点(Lower Power Node，LPN)，如微蜂窝（Micro Cell）、皮蜂窝（Pico Cell）、飞蜂窝（Femto Cell）、Relay等，由不同类型、不同大小的小区构成“多样化的设备形态、差异化的覆盖方案、多频段组网方式”的分层立体网络。引入异构网络的主要目的是增强覆盖（补盲）、增加网络容量（补热）、实现话务分担与均衡。
异构网络已经有较好的产业基础，一些理念和简单的异构网络也已经在现网中部署，效果显著。然而，愈发密集的网络部署和愈发复杂的网络拓扑，将带来干扰问题，小区间干扰会成为制约系统容量增长的主要因素，极大降低了网络能效。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，都是目前异构网络方面的研究热点。
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由于5G 系统既包括新的无线传输技术, 也包括现有的各种无线接入技术的后续演进, 5G 网络必然是多种无线接入技术, 如5G, 4G, LTE, UMTS (universal mobile telecommunications system) 和WiFi(wireless _delity) 等共存, 既有负责基础覆盖的宏站, 也有承担热点覆盖的低功率小站, 如Micro, Pico,Relay 和Femto 等多层覆盖的多无线接入技术多层覆盖异构网络[42]. 在这些数量巨大的低功率节点中, 一些是运营商部署, 经过规划的宏节点低功率节点; 更多的可能是用户部署, 没有经过规划的低功率节点, 并且这些用户部署的低功率节点可能是OSG (open subscriber group) 类型的, 也可能是CSG(closed subscriber group) 类型的, 从而使得网络拓扑和特性变得极为复杂.根据统计, 在1950 年至2000 年的50 年间, 相对于语音编码技术、MAC 和调制技术的改进带来的不到10 倍的频谱效率的提升和采用更宽的带宽带来的传输速率的几十倍的提升, 由于小区半径的缩小从而频谱资源的空间复用带来的频谱效率提升的增益达到2700 倍以上[43]. 因此, 减小小区半径,提高频谱资源的空间复用率, 以提高单位面积的传输能力, 是保证未来支持1000 倍业务量增长的核心技术. 以往的无线通信系统中, 减小小区半径是通过小区分裂的方式完成的. 但随着小区覆盖范围的变小, 以及最优的站点位置往往不能得到, 进一步的小区分裂难以进行, 只能通过增加低功率节点数量的方式提升系统容量, 这就意味着站点部署密度的增加. 根据预测, 未来无线网络中, 在宏站的覆盖区域中, 各种无线传输技术的各类低功率节点的部署密度将达到现有站点部署密度的10 倍以上, 站点之间的距离达到10 米甚至更小[44_47], 支持高达每平方公里25000 个用户[48], 甚至将来激活用户数和站点数的比例达到1:1, 即每个激活的用户都将有一个服务节点[49;50], 从而形成超密集异构网络.
在超密集异构网络中, 网络的密集化使得网络节点离终端更近, 带来了功率效率、频谱效率的提升, 大幅度提高了系统容量, 以及业务在各种接入技术和各覆盖层次间分担的灵活性. 虽然超密集异构网络展示了美好的前景, 由于节点之间距离的减少, 将导致一些与现有系统不同的问题. 在5G 网络中, 可能存在同一种无线接入技术之间同频部署的干扰、不同无线接入技术之间由于共享频谱的干扰、不同覆盖层次之间的干扰, 如何解决这些干扰带来的性能损伤, 实
现多种无线接入技术、多覆盖层次之间的共存, 是一个需要深入研究的重要问题[51;52]; 由于近邻节点传输损耗差别不大, 可能存在多个强度接近的干扰源, 导致更严重的干扰, 使现有的面向单个干扰源的干扰协调算法不能直接适用于
5G 系统; 由于不同业务和用户的QoS (quality of service) 要求的不同, 不同业务在网络中的分担[53;54]、各类节点之间的协同策略、网络选择[55]、基于用户需求的系统能效最低的小区激活、节能配置策略[56] 是保证系统性能的关键问题. 为了实现大规模的节点协作, 需要准确、有效地发现大量的相邻节点[57]; 由于小区边界更多、更不规则, 导致更频繁、更为复杂的切换, 难以保证移动性性能, 因此, 需要针对超密集网络场景发展新的切换算法[58]; 由于用户部署的大量节点的突然、随机的开启和关闭, 使得网络拓扑和干扰图样随机、大动态范围地动态变化, 各小站中的服务用户数量往往比较少,使得业务的空间和时间分布出现剧烈的动态变化, 因此, 需要研究适应这些动态变化的网络动态部署技术[59;60]; 站点的密集部署将需要庞大、复杂的回传网络, 如果采用有线回传网络, 会导致网络部署的困难和运营商成本的大幅度增加. 为了提高节点部署的灵活性, 降低部署成本, 利用和接入链路相同的频谱和技术进行无线回传传输, 是解决这个问题的一个重要方向. 无线回传方式中, 无线资源不仅为终端服务, 而且为节点提供中继服务, 使无线回传组网技术非常复杂, 因此, 无线回传组网关键技术, 包括组网方式、无线资源管理等是重要的研究内容[2].__
2.自组织网络技术
在传统的移动通信网络中, 网络部署、运维等基本依靠人工的方式, 需要投入大量的人力, 给运营商带来巨大的运行成本. 根据分析[61], 各大运营商的运营成本基本上占各自收入的70%左右. 并且,随着移动通信网络的发展, 依靠人工的方式难以实现网络的优化. 因此, 为了解决网络部署、优化的复杂性问题, 降低运维成本相对总收入的比例, 使运营商能高效运营、维护网络, 在满足客户需求的同时,自身也能够持续发展, 由NGMN (next generation mobile network) 联盟中的运营商主导, 联合主要的设备制造商提出了自组织网络(SON) 的概念
[62]. 自组织网络的思路是在网络中引入自组织能力(网络智能化), 包括自配置、自优化、自愈合等[63;64], 实现网络规划、部署、维护、优化和排障等各个环节的自动进行, 最大限度地减少人工干预. 目前, 自组织网络成为新铺设网络的必备特性, 逐渐进入商用, 并展现出显著的优势.5G 系统采用了复杂的无线传输技术和无线网络架构, 使得网络管理远远比与现有网络复杂, 网络深度智能化是保证5G 网络性能的迫切需要. 因此, 自组织网络将成为5G 的重要技术.5G 将是融合、协同的多制式共存的异构网络. 从技术上看, 将存在多层、多无线接入技术的共存,导致网络结构非常复杂, 各种无线接入技术内部和各种覆盖能力的网络节点之间的关系错综复杂, 网络的部署、运营、维护将成为一个极具挑战性的工作. 为了降低网络部署、运营维护复杂度和成本, 提高网络运维质量, 未来5G 网络应该能支持更智能的、统一的SON 功能, 能统一实现多种无线接入技术、覆盖层次的联合自配置、自优化、自愈合.目前, 针对LTE、LTE-A 以及UMTS、WiFi 的SON 技术发展已经比较完善, 逐渐开始在新部署的网络中应用. 但现有的SON 技术都是面向各自网络, 从各自网络的角度出发进行独立的自部署和自配置、自优化和自愈合, 不能支持多网络之间的协同. 因此, 需要研究支持协同异构网络的SON 技术, 如支持在异构网络中的基于无线回传的节点自配置技术, 异系统环境下的自优化技术, 如协同无线传输参数优化、协同移动性优化技术, 协同能效优化技术, 协同接纳控制优化技术等, 以及异系统下的协同网络故障检测和定位, 从而实现自愈合功能.5G 将采用超密集的异构网络节点部署方式, 在宏站的覆盖范围内部署大量的低功率节点, 并且存在大量的未经规划的节点, 因此, 在网络拓扑、干扰场景、负载分布、部署方式、移动性方面都将表现出与现有无线网络明显不同之处, 网络节点的自动配置和维护将成为运营商面临的重要挑战. 比如,邻区关系由于低功率节点的随机部署远比现有系统复杂, 需要发展面向随机部署、超密集网络场景的新的自动邻区关系技术, 以支持网络节点即插即用的自配置功能; 由于可能存在多个主要的干扰源, 以及由于用户移动性、低功率节点的随机开启何关闭等导致的干扰源的随机、大范围变化, 使得干扰协调技术的优化更为困难; 由于业务等随时间和空间的动态变化, 使得网络部署应该适应这些动态变化,因此, 应该对网络动态部署技术进行优化, 如小站的动态与半静态开启和关闭的优化、无线资源调配的优化; 为了
保证移动平滑性, 必须通过双连接等形式避免频繁切换和对切换目标小区进行优化选择;由于无线回传网络结构复杂, 规模庞大, 也需要自组织网络功能以实现回传网络的智能化.由于5G 将采用大规模MIMO 无线传输技术, 使得空间自由度大幅度增加, 从而带来天线选择、协作节点优化、波束选择、波束优化、多用户联合资源调配等方面的灵活性. 对这些技术的优化, 是5G 系统SON 技术的重要内容.__
3.软件定义无线网络
软件定义网络(soft de_ned networking, SDN) 技术是源于Internet 的一种新技术. 在传统的Internet 网络架构中, 控制和转发是集成在一起的, 网络互联节点(如路由器、交换机) 是封闭的, 其转发控制必须在本地完成, 使得它们的控制功能非常复杂, 网络技术创新复杂度高. 为了解决这个问题,美国斯坦福大学研究人员提出了软件定义网络的概念[65], 其基本思路将路由器中的路由决策等控制功能从设备中分离出来, 统一由中心控制器通过软件来进行控制, 实现控制和转发的分离[65], 从而使得控制更为灵活, 设备更为简单. 在软件定义网络中, 分成应用层、控制层、基础设施层. 其中控制层通过接口与基础设施层中的网络设施进行交互, 从而实现对网络节点的控制. 因此, 在这种架构中, 路由不再是分布式实现的, 而是集中由控制器定义的. 软件定义网络自提出后引起了广泛的关注, 各研究机构进行了接口的标准化工作、关键技术的研究和实验, 部分厂商也推出了解决方案等. 但总体来说, SDN 技术还有待进一步完善[66].现有的无线网络架构中, 基站、服务网关、分组网关除完成数据平面的功能外, 还需要参与一些控制平面的功能, 如无线资源管理、移动性管理等在各基站的参与下完成, 形成分布式的控制功能, 网络没有中心式的控制器, 使得与无线接入相关的优化难以完成, 并且各厂商的网络设备如基站等往往配备制造商自己定义的配置接口, 需要通过复杂的控制协议来完成其配置功能, 并且其配置参数往往非常多, 配置和优化非常复杂, 网络管理非常复杂, 使得运营商对自己部署的网络只能进行间接控制,业务创新方面能力严重受限. 因此, 将SDN 的概念引入无线网络, 形成软件定义无线网络, 是无线网络发展的重要
方向[67].在软件定义无线网络中, 将控制平面从网络设备的硬件中分离出来, 形成集中控制, 网络设备只根据中心控制器的命令完成数据的转发, 使得运营商能对网络进行更好的控制, 简化网络管理, 更好地进行业务创新. 在现有的无线网络中, 不允许不同的运营商共享同一个基础设施为用户提供服务. 而在软件定义无线网络中, 通过对基站资源进行分片实现基站的虚拟化, 从而实现网络的虚拟化, 不同的运营商可以通过中心控制器实现对同一个网络设备的控制, 支持不同运营商共享同一个基础设施, 从而降低运营商的成本, 同时也可以提高网络的经济效益. 由于采用了中心控制器, 未来无线网络中的不同接入技术构成的异构网络的无线资源管理、网络协同优化等也将变得更为方便.目前, 软件定义无线网络已经吸引了许多研究人员的兴趣, 就其网络架构[68_71] 等方面进行了分析研究. 虽然存在诸多的好处, SDN 在无线网络中的应用将面临资源分片和信道隔离、监控与状态报告、切换等技术挑战, 这些关键技术的研究刚刚开始, 还需要深入的研究[72].
浅析5G移动通信技术的发展前景及应用 摘要在移动通信技术飞速发展，并且已经广泛地运用到大众的日常生活中的今天，移动通信技术为人们的生活带来了诸多便利。随着人们对互联网和移动终端的需求愈发强烈，特别是物联网的发展，对网络通信速度有着更高的要求，这些产业需求无疑是推动5G网络发展的重要动力。但是目前，5G移动通信技术依然是探索性阶段，本文将针对性阐述5G移动通信技术研究过程中的一些关键性技术，展望移动通信技术的未来发展，以期促进5G移动通信技术的发展。 关键词5G移动通信技术；发展方向；关键技术 前言 随着移动通信技术被广泛运用到大众的生活，大众对于移动通信技术也提出了更高的要求。移動通信技术在保证自身功能日趋完善的同时，也要满足用户日益复杂、多样的需求。5G技术正是在这样的前提下诞生的，并且具备高功能性和高效能，为客户提供更加丰富多样的应用体验。有科学家指出，5G技术目前还处于研究阶段，在未来的几年里，4G还将保持移动通信行业的主导地位，并依旧在持续高速发展。但5G 移动通信技术很有可能在2020 年正式进入市场，并逐渐被广大用户接受和认可。本文将以5G移动通信技术为依托，探究与5G 相关的关键性技术和其未来的发展趋势。 1 5G移动通信技术的未来发展前景 5G，是第五代移动通信技术的简称。相比于4G技术，5G将是移动通信技术革命性的转变。5G技术专为互联网而生，且相比于4G技术，它将拥有更大的容量，更快的响应速度，更多的设备支持，更短的时间消耗，更低的功耗要求[1]。从用户体验来看，在5G技术支持下，下载一部高清电影只需要几秒钟的时间。换言之，5G的出现就是要为用户提供更高效、更快捷、更方便、更全面的优质服务。该技术可以通过智能手机、可穿戴通信设备和智能物联网设备等移动设备终端实现更广泛的连续覆盖。相比于4G技术只能满足智能手机的技术需求的局限，5G移动通信技术将为未来物联网的发展提供超大的带宽，它的容量将会是目前广泛应用的4G技术的1000倍，真正实现“万物皆可联”的梦想，这为智能家居生活，智能办公需求等提供前所未有的发展空间。是21世纪最具革命性的技术变革。 2 5G移动通信技术中的关键性技术应用 5G移动通信正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。它将从前“人与人”的沟通，转变为”人与物”、“物与物”的沟通。将为人们在获取信息、感知信息、参与信息制造和控制信息的能力上带来革命性的飞跃。5G技术的研发不会孤立进行，开发过程中也将吸收4G的优秀技术特性，如wifi局域网和蜂窝网，将会形成一个更智能、更广泛的网络新体系。随着各种智能新产品
5G移动通信发展趋势及关键技术 摘要：第5 代移动通信系统(5G) 是面向2020 年之后的新一代移动通信系统, 其技术发展尚处于探索阶段。结合国内外移动通信发展的最新趋势, 对5G 移动通信发展的基本需求、技术特点与可能发展途径进行了展望, 并分无线传输和无线网络两个部分, 重点论述了富有发展前景的7 项5G 移动通信关键技术, 包括大规模天线阵列、基于滤波器组的多载波技术、全双工复用、超密集网络、自 组织网络、软件定义网络及内容分发网络。本文还概括性地介绍了国内5G 移动通信的相关研发活动及其近期发展目标. 关键词：5G 关键技术；发展趋势；无线传输技术；无线网络技术 1 概述与总体趋势 5G 是面向2020 年以后移动通信需求而发展的新一代移动通信系统。根据移动通信的发展规律，5G 将具有超高的频谱利用率和能效，在传输速率和资源利用率等方面较4G 移动通信提高一个量级或更高，其无线覆盖性能、传输时延、系统安全和用户体验也将得到显著的提高。5G 移动通信将与其他无线移动通信技术密切结合, 构成新一代无所不在的移动信息网络, 满足未来10 年移动互联网流量增加1000 倍的发展需求。5G 移动通信系统的应用领域也将进一步扩展，对海量传感设备及机器与机器(M2M) 通信的支撑能力将成为系统设计的重要指标之一。未来5G 系统还须具备充分的灵活性，具有网络自感知、自调整等智能化能力，以应对未来移动信息社会难以预计的快速变化。5G 已经成为国内外移动通信领域的研究热点。2013 年初欧盟在第7 框架计划启动了面向5G 研发的METIS (mobile and wireless communications enablers for the 2020 information society) 项目，由包括我国华为公司等29 个参加方共同承担; 韩国和中国分别成立了5G 技术论坛和IMT-2020(5G)推进组，我国863 计划也分别于2013 年6 月和2014 年3 月启动了5G 重大项目一期和二期研发课题。目前, 世界各国正就5G 的发展愿景、应用需求、候选频段、关键技术指标及使能技术进行广泛的研讨，力求在2016 年后启动有关标准化进程。 移动互联网的蓬勃发展是5G 移动通信的主要驱动力。移动互联网将是未来各种新兴业务的基础性业务平台，现有固定互联网的各种业务将越来越多地通过
5G移动通信技术发展与应用趋势 发表时间：2018-08-09T10:37:37.850Z 来源：《防护工程》2018年第7期作者：刘松涛 [导读] 5G是第五代移动通信技术，是2G、3G、4G数据技术进步的结果，也是通信行业创新改革发展的重要内容 中国移动通信集团公司黑龙江省分公司黑龙江哈尔滨 150028 摘要：5G是第五代移动通信技术，是2G、3G、4G数据技术进步的结果，也是通信行业创新改革发展的重要内容。它不仅频谱利用率高，系统功能强，而且具有双向信号传递，能耗低，成本低等优势和特点，其研发和应用越来越受到人们重视与关注。本文将对5G移动通信技术的现状进行探讨，并对其发展趋势进行展望，希望能为实际工作开展提供启示。 关键词：5G移动通信；关键技术；现状；发展趋势 1、5G移动通信技术 1.1概述 5G网络，又被成为“第五代移动网络”，它是在4G网络的基础之上发展起来的，而传输速度则是4G网络的百倍之上。也就是说，几秒钟之内用户就可以下载成功一部高分辨率的电影。5G技术的概念一经提出就受到全球各地的关注与重视，它以每秒1G左右的速度进行数据传输，会为广大用户提供更多的便利。据全球电信运营商估计，5G移动服务将会于2020年左右开始应用。5G移动网络的性能更加优化，它的频谱效率高，性能可靠，应用范围进一步拓展，包括且不限于地铁、高速公路、车联网等等，能够为不同的用户提供高清视频、虚拟显示等业务体验。 1.2 5G移动通信技术的优势 （1）使用的效率比较高，相比较之下，5G更加具有使用效率和利用能力。、 （2）传输的质量得到提高，安全性也相对提高。和4G技术相比较来说，现在发展的5G技术，在传输的质量和安全可靠，时效性方面，5G的好处显示的淋漓尽致，比4G技术的应用效能更强。 （3）增加用户的体验，目前的移动通信技术的网络不稳定，收费比较高，传输的速度也比较慢，而5G技术的发展能够很好的解决这些问题，网络具有稳定性，传输的速度也加快收费也减少了。这样可以给用户一个很好的体验，让用户使用起来更加满意。 （4）传输的效率快并且实现了智能化。5G技术的传输效率比较高，而且具有智能化的优势，为了能够使用户的需求得到满足，并加大移动通信技术的使用范围，增加其使用效能。 （5）其它方面的好处。5G技术的性能指标会非常高，为了能够使网络的覆盖率得到完善，并实现无线网络对于建设方面的要求，还有更高的灵活性。把运营商的管理需求当做是标准，对网络资源进行调整和分配，降低网络通信的成本和能源消耗，符合社会持续发展的需求。 2、5G移动通信技术的关键组成内容 具体应用中，2G、3G和4G技术的发展和应用，为5G技术的成熟和推广应用奠定基础。就目前实际情况来看，5G技术的关键组成内容包括以下几个方面。 2.1高频段传输技术 目前通信系统中的频段低于了3GHz，但是随着科学技术的发展和进步，我国使用通信系统的用户以及流量都有所增加，这就令目前的频段远远无法满足当前用户的使用需求，频谱资源非常缺乏。5G移动通信技术的发展目标就是可以应用高频段提高传输水平。主要的原因是高频段的传输技术具有很大的优点，而且这种优点对于移动通信技术本身来讲就具有很好的作用。它在传输当中可以将大量的天线以及通信设备都纳入到通信过程当中，这样可以起到有效解决频谱资源缺乏问题的作用。但是从目前所有的技术来看，高频谱传输技术仍然还存在缺陷，比如自身传播的距离相对较短，而且会受到天气的影响，降低其传输速度等等。因此在5G移动通信技术的发展当中要有系统地进行高频段传输技术的时候，要扩大研究的力度，同时将高频段的传输缺陷有效解决。 2.2多天线传输技术 目前5G移动通信技术的发展主要将力量集中在了频谱利用效率的提高上面，最好是将其达到比当前频谱利用效率高出数十倍的状态，从现在5G移动通信技术的发展状态来看，其目标也就是这一个了。要合理利用天线传输技术，这样可以从很大程度上减少用户受到的干扰，进而实现提升无线信号的覆盖性能。目前多天线技术是2D形式，但是从5G移动通信技术的发展状态，是朝着3D形式发展的，这同样可以提高频率的使用效率。5G移动通信技术在发展过程当中要尽量将有源技术引入其中，可以通过这种方式最大化增加天线的数量。根据研究结果可以知道，可以将天线的数量扩大到128根。同时5G移动通信技术的发展还会形成一种3DMIMO技术，这一技术在减少用户之间的干扰，以及提升无线信号的覆盖性能两个方面都具有很大的促进作用。 2.3异构超密集部署技术 异构超密集部署技术主要解决超密集异构网络中的部署问题，通过采用小区分裂的方法，来缩短节点距离半径，分裂后，要想实现容纳空间的扩大，必须增加节点数量，从而大大增加了部署的密度。通过分析，未来的节点部署密度必须要在目前节点部署密度的10倍以上，减小节点距离，节点数与激活用户的数量相当，才能够足以支撑超密集异构网络的数据传输。但同时也会伴随一些多覆盖层次干扰等性能问题的产生，所以应用于5G移动通信网络传输，怎样实现避免扰乱、怎样优化异构超密集部署技术中的组网方式、接入技术等问题还需要进一步探究。 3、5G移动通信技术的应用现状及发展展望 目前，5G需求及频谱、技术要点的研究正在稳步进行，关键是要完成IMT-2020标准，并将其有效投入日常使用当中。同时，在这些技术取得突破的基础之上，计划于2020年完成5G标准并将其投入使用。4G技术坚持的是“以服务为中心”理念，与以前的技术相比而言，5G注重服务升级和技术改造，坚持“以用户为中心”理念，更加注重为用户带来个性化体验。总之，5G不仅更具有实际效益，同时还具有更高的移动性能，数据传输速率可以达到10GB/S，有着广阔的应用前景和发展潜力。目前在研究和发展过程中，需要解决的关键问题包括如
调查思考 5G移动通信技术发展现状与趋势 简小女 （广东南方职业学院，广东江门529000） 摘要:主要针对目前正在攻坚的5G通信技术展开了讨论。通过探讨5G通信的相关技术，并且对其发展前景做了展望。 关键词：5G通信；关键技术；发展前景 15G通信关键技术 1.1多入多出天线技术 多入多出天线技术的主要作用是对信号的强弱进行相关的测试，其中信号的容量与天线的数量基本保持不变的 比例,MIMO系统可以增强信道的容量甚至倍增,这在一定程度上可以提高信号传输的稳定性。在之前的无线通信历 程中这个技术就曾被使用过，因此该技术发展至今已经比较成熟。但是天线使用数量的增加一定程度上也占用了系统空间。在实际的使用过程中，外界的很多环境因素都无法准确地预测，但是天线的使用数量却可以很好地掌控在一个合理的范围之内。 1.2滤波器组的多载波技术 移动通信技术领域中，频谱的效率提升是一个很重要的方面,而要想提升频谱的效率，多载波技术就是一个非常有效的方案，但是这项技术会因为频繁使用而浪费掉一些无线资源。在多载波技术中，这个载波的频段通常敏感性较 高。同时因为5G通信对于其速度的要求使得其对宽带的要求也很高。在现实中由于地区差异,要想获得足够的宽带 当地的频率就必须达到一个最低标准,否则就容易产生大量 的空白频谱,这就会导致多载波技术不能够连续使用。 1.3非正交多址接入技术 在之前的通信系统中正交类型的多址接入技术应用比 较广泛，在4G中也得到了广泛的使用。正交多址技术可以将信道划分为很多不同的正交子信道，每一个子信道都 可以通过子载波来调节，各个子载波之间可以互相进行传输并且降低波间的干扰。5G技术具备一定的适应性，其优 点是可以主动引入干扰信息，并且其在5G系统内部的接收端拥有一个可以干扰删除功能的接收机，可以非常轻易 地实现正确解读信息，这样就可以提高移动终端的信息容纳量,这就是5G通信所需要的。 1.4自组织网络技术 传统的移动通信网络都是采取人工部署的方式，人力 的消耗会大大增加运营成本，而如果通过自组织网络部署 网络,那么就可以实现对于网络部署问题的进一步完善，使 复杂的问题简单化,这样企业的运营成本也会降低很多。并 且换一个角度思考，网络拥有了自组织能力,可以对系统进作者简介：简小女（1984-）,女，广东湛江人，本科，讲师，研究方向：通信技术。行优化，系统的配置也可以通过自组织网络进行调节。这些环节的自动化和智能化可以进一步降低系统网络的运营成本和维护成本，减少人力和资金的投入。 25G通信技术的发展 目前,5G技术的研发和探究如火如荼，全世界仿佛达成了共识,5G技术必定是未来全球移动通信的重点研究领域,通过对之前的3G、4G技术的研究，我国的移动通信水平已经得到了飞跃和提升，我国的移动产业以及很多的移动通信企业都依靠这股浪潮不断发展，目前已经可以预测 到,在可见的将来,5G通信技术必定会成为商业领域中的重要内容,并且会带动周边的产业快速发展。 得益于政府的大力支持和政策优待，我国的5G技术已经明确了发展前景,基本的框架已经形成,为之后的发展 奠定了非常坚实的基础。目前,5G技术如何实现超高能效的无线传输技术，保障信号的抗干扰能力，这些之前一直阻 碍人们的问题正在逐渐被解决,不过目前很多技术的难点一直未能完全攻克，例如多入多出技术以及高频率段资源 的传输质量等。但是伴随着5G时代的到来，我们的生活也一定会发生翻天覆地的变化。信息承载能力的提高意味 着人们的做事效率和社会协作的效率也会大大提高，社会变得智能化、信息化。从历史进程上来看，人类历史上每一次信息传输能力的提高都会不断带动人类生产力水平的发展，我们与世界之间的距离会因为信息传输的进步而不断缩短，我们和世界会因为5G而改变，变得更加紧密。 3结论 与传统通信蛛相比,5G的进步不仅仅体现在无线技术上，更重要的是其在无线技术上的突破和革新，在网络技术方面革新也会同样发生，与此同时频谱的效率同样会得到提高,人们可以享受到更加便捷、智能的服务。伴随着移动通信技术的发展,5G会成为智能化，信息化的代名词,5G 意味着速度和改变、提高。无论是作为个人、家庭、企业、社会或是国家，这个改变都有可能是颠覆性的，目前通向5G 的大门正在打开，实现5G技术的难题被一个一个攻克，相信真正的5G就会在不远的将来等待我们。 参考文献： [1]赵国锋，陈嬪，韩远兵，等.5G移动通信网络关键技术综述 [J].重庆邮电大学学报（自然科学版）,2015,27（04）:441-452. [2]周一青，潘振岗,翟国伟，等.第五代移动通信系统5G标准 化展望与关键技术研究⑴.数据采集与处理,2015,30（04）：714-724. （收稿日期=2019-07-01） 《湖北农机化》2019年第18期
浅谈5G移动通信技术发展现状及未来趋势 刘远石 （通信工程 1312402-11） 摘要：随着现代社会的快速发展，现代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。4G移动网络是我国当前正大力推广的移动通信技术，现已发展的十分成熟，而5G移动网络则是面向2020年的第五代移动通信技术。很多国家自2013年起就开始研究5G移动网络，目前我国5G移动网络正处于探索阶段。文章根据我国5G移动网络应用现状，对5G移动网络的发展趋势进行了分析与预测。 关键词：5G、移动通信、发展现状、未来趋势 1、5G发展现状及应用前景 随着社会经济以及科学技术的不断发展，移动通信技术也有突飞猛进饿进步和发展。从2G到3G，再到当前的4G，短短几年移动通信技术有质的飞跃。不同类型的通信技术具有各自的发展阶段和技术特点。接下来的通信技术朝什么方向发展，有什么创新技术，这些都是人们对移动通信技术发展的期望和关注点。5G通信技术是接下来发展的趋向，也将成为新一代的的移动通信系统。每一代网络的出现与应用都是对移动网络技术进步的充分肯定与证明。为进一步促进移动网络技术发展，加快新一代5G移动网络的来临，有需要对5G移动网络应用现状与发展趋势进行关注与分析。5G是未来十年的发展方向，在2020年以后将成为第五代的移动通信系统。根据以往的移动通信技术发展的规律分析，5G应具有着超高的频谱利用率及利用能效，在传输速率和资源的利用效率方面，将比现今的4G技术有一个高度和质的提升，在其无线信号的覆盖性能、传输时效、通信安全及用户体验方面也将会有明显的提高和进步。[1]5G移动通信技术和其他无线移动技术有着深入的联系和结合，形成了新一代的全面性的通信网络。满足未来十年互联网移动通信网速的1000倍要求。未来5G移动通信还须很强的灵活性，可实现自动化和智能化的网络调整。移动互联网技术的发展为5G移动通信提供了动力基础。移动互联网将成为未来各种技术的基础性平台。当前的移动通信技术和无线技术将成为5G通信系统的基础，但有着更高的通信传输质量和系统效率的要求。未来5G技术的发展方向将在三个方面得到提升：（1）无线传输效率；（2）通信系统的智能化和系统吞吐率；（3）无线通信频率资源。当前科学信息技术处于新的发展和变革时期，5G技术的发展将有这样的特点：一，更加注重用户的体验，提高和改善通信网络的传输速率、吞吐效率及3D等下能力，将成为5G性能的重要指标；二，完善和健全网络，实现多点、多面、多用户多无线，提高系统性能；三，5G技术将实现无处不在的无线信号覆盖，优化系统的设计目标；四，充分利用高频段频谱资源，实现5G的普遍广泛应用；五，可灵活化的配置5G移动无线通信网络，相关通信运营商科根据实时的流量动态调整网络资源，降低成本和消耗。 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大大提升，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，我国的华为公司也参与其中。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；[2]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软件来定义网络架构、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。
探讨5G无线通信技术的应用前景 摘要近年来，随着无线网络通信技术的不断发展，第四代移动通信系统（4G）的技术已经逐渐成熟，因此，各个国家也开始着眼于第五代移动通信技术（5G）的研究与开发。我国目前在5G技术方面的研究重点就是如何将现行的技术和未来潜在的新技术实现融合与发展。本文中笔者分析5G目前的概念以及性能，研究了5G无线通信技术的应用前景。 关键词5G无线通信技术；概念分析；应用前景 引言 5G无线通信技术指的就是第五代移动网络通用技术，是一种以多种组成支撑起来的新型网络，其基础组成包括以用户为中心的云计算，NFV，SDN等，这样构成的网络技术包含更多强大的优点。现在我国相关部门对5G无线网络技术的发展高度重视，集中各方面的研究力量，有力地促进了中国第五代无线通信技术的研究发展。 1 5G无线通信技术概述 5G 技术在4G 的基础上提升传输速率，同时具备低延时、低功耗、安全稳定可靠的特点，所以此特点能更好为物联网领域应用开阔视野，如智慧医疗、车联网、农业检测等。5G 网络拉近人与人之间的距离，而且增强人与物、物与物之间的高速连接。在多平台开发应用的基础上实现5G 网络超高速数据传输、低延时用户感知，未来全新多方位的用户体验呈现在使用者面前。 与之前的通信网络技术相比较，5G无线通信网络技术具有更多的優点，不仅仅将之前的无线通信网络的优点进行了继续保留，同时5G无线通信网络技术更加的灵活，也具有更大的竞争力，它将为人类提供更便利和优惠的服务，并且在通信工程的建设上面覆盖面更加的广阔，用户在体验5G无线通信网络技术时，会更加智能化和更人性化，获得更快的网络使用体验，网络的快速发展与全球的网络发展实现无缝的连接，让人们体会到更先进更智能的网络服务，这将是通信史上的又一大革新，在不久的将来将会伴随着我们的生活[1]。 2 5G技术特点分析 2.1 5G技术最主要的特点是将更关注于用户体验方面，实现网络的广域覆盖功能。如果4G技术与3G技术相比最重大的突破是速度的话，那么5G技术与4G技术相比最重大的突破就是更广范围无处不在的强大连接功能。使使用者无论身处何方，所用的是什么设备都可以迅速连接网络。 2.2 其次，根據白皮书中的要求，5G还将实现低功耗的优点。众所周知，4G尽管速度上比起3G大幅度提升，但是对于手机电池的要求也大大增加。而
5G移动通信技术发展与应用趋势解析 【摘要】在中国科技和经济进步与增长的过程中，移动通信技术取得了长远进步，并与人们的生产生活息息相关。在现阶段，我国仍大规模使用4G通讯技术，而针对5G相关领域的人如研究，我国已经初步进入5G时代。但5G技术尚未成熟，仍需加大研究力度。本文从5G通讯技术角度着手，介绍相关技术。 【关键词】5G技术;发展;通讯技术;应用 当今时代是信息化时代，智能手机与智能设备普適得到应用，而正是这些设备在某些方而促进了移动通讯技术的进步。4G技术已经为人们所知，并在通讯领域得到深度应用。但随着人们更大需求的产生，5G技术发展势在必得。5G相比于4G拥有巨大的优势，并弥补T4G技术部分缺点。 一、5G技术发展现状 过去由于我国科学技术的落后，在4G时代我国相关通讯技术以及研究专利都与发达国家有着相当大的差距，这极大增加了我国通信运营的成本。而在5G时代到来之际，在华为等中国本上企业的带领下，凭借对核心科学技术孜孜不倦的追求，精益求精，形成了强大的竞争力，并在相关专利方而取得巨大优势，美国等一些国家不惜用卑鄙的手段来限制我国企业的发展。但中国企业以顽强的生命力，克服重重阻碍，在全球不断布局5G通讯，这强有力地证明了5G时代中通讯技术的重要性。而英他一些跨国公司例如三星等，也在5G方而取得了一立的进步。但5G技术终究处于发展期，世界各?国的技术都有所不足，有待进一步发展与完善，并不能完全商用，预计5G正式商用会在2020年开始。因此虽然现阶段仍是4G的时代，但在5G方而投入更多资源是非常有必要的。 二、5G通讯技术趋势与优点 1、多天线。5G技术相比于4G有着更大的优势，苴中之一就是多天线技术。以传统的无线通讯技术数据传输逻辑为例，随着天线增多，信号传输速率和质量都有着巨大的提升, 但另一方而，由于硬件的增加，兼容性方而就会有所欠缺。而5G技术恰恰能解决这一问题。5G技术通过陈列布设天线，来实现多天线传输，能极大提高数据传送质量，同时也能有效增强英稳立性。 2、高频传输。从信号传送频段来进行分析，5G通信中高频传输是相当明显的一个特点。在现实应用中，髙频传输就是利用髙频段信号来实现信号以及数据的传送，这充分利用了频谱资源，避免了资源的浪费。与此同时，在采用高频段信号传送时，就能有效避免低频段数据传输的干扰，从根本上提高了数据传输的质量，也优化了用户的使用体验。期外，从理论上来说，5G技术能绝对提升数据传输速度。5G数据传输速度可以达到10Gb/s, 而这一传输速度已经能满足绝大多数使用者的需求状况。 3、双向信号传递。5G技术能在传递信息时，将信号转变为电子信号，
5G无线通信技术概念及相关应用 由技术编辑于星期三, 12/17/2014 - 11:45 发表 作者: 翟冠楠李昭勇中国移动通信集团广东有限公司珠海分公司电信网技术 随着通信网络的El益发展及3G与4G技术的推广与应用，后4G时代的通信技术被命名为5G。5G通信技术作为概念性的技术在2001年由日本NTT公司提出，而我国5G概念则是于2012年8月在中国国际通信大会上被提出。目前，5G通信技术还没有统一的制式标准。前不久，报道称韩国三星公司已研发出5G通信技术，该技术被命名为Nomadic Local Area Wjreless Access(简称NoLA)。手机在利用该技术后无线下载速度可以达到3.6G/s。本文将简要阐述5G通信技术的概念，并结合目前通信领域先进的技术(如云计算等)及概念性产品(如光场相机、比特币等)来阐述该技术在未来的发展和应用前景。 1. 引言
5G无线通信技术实际上就是无线互联网网络(见图1)，这个技术将支持OFDM(正交频分复用)、MC．CDMA(多载波码分多址)、LAS-CDMA(大区域同步码分多址)、UWB(超宽带)、NETWORK．LMDS(区域多点传输服务)和IPv6(互联网协议)。事实上，IPv6是4G和5G技术的基础协议。5G技术是一个完整的无线通信系统，没有任何限制，所以我们将5G称为真正无线世界或者Wwww (WorldwideWireless Web，世界级无线网)。 图1 5G网络拓扑图 2. 5G移动网络 对于不同的RAN(Radio Access Network，无线电接入网)，利用扁平化IP概念更容易使5G网络升级至一个单纳米核心网络。由于扁平化IP，我们要更关注网络安全，因此5G网络运用纳米技术作为防护工具来保障网络安全。不可否认的是，扁平化IP网络的关键概念就是使5G可以兼容所有的网络。为了满足使用者对即时数据应用的要求，无线运营商要试图转型到扁平化IP建设中去。扁平化IP构架提供
技术 Special Technology D I G I T C W 专题 58DIGITCW 2019.04 现阶段，虽然4G 移动通信技术已经非常成熟，给我们的生活、工作带来了极大的便利，但是随着信息技术的不断发展，如果4G 移动通信技术依然原地踏步的话，必然会是和当前快速发展的社会产生脱节，在这种情况下，大力发展5G 移动通信就显得尤为重要。5G 作为新一代无线移动通信网络，主要是为了能够更好的满足我国2020年以后，社会对于移动通信方面的需求。和当前已经非常完善的4G 相比较而言，5G 具有高性能、低延迟，高容量，全双工的特点，能够有效的满足未来十年互联网移动通信网速的1000倍要求，这充分彰显了5G 移动通信技术的优越性。 1 5G 移动通信概述 1.1 发展现状 现阶段，4G 已经趋于完善，为了能够更好的满足人们的需求，5G 移动通信发展提上了日程。5G 移动通信不仅仅是信息技术快速发展的产物，同时也是社会不断发展的产物。早在二零一三年的时候，我国就将5G 移动通信发展列入到了863计划当中，旨在更好的满足人们的需求。在这种背景下，国家越来越重视起对于5G 移动通信的研发，并成立了专门的研究机构，着重研究5G 移动通信接下来的发展以及在研发5G 移动通信过程当中所应用的一系列的关键技术。在整个过程当中，规划了发展的目标，为接下来的研究工作打下了良好的基础。在研发5G 移动通信的过程当中，其中大部分的研究人员，均来自于高等学府以及科研机构，在5G 移动通信的发展提供了强有力的人力支撑。在二零一六年，我国开始了5G 移动通信试验，在研究的过程当中面临着非常多的艰难险阻，可谓前途一片荆棘，但是未来的发展前景也是非常广阔的，因此我们需要充分的重视起这一项工作。1.2 优势 首先，5G 移动通信和4G 移动通信相比较而言，更加注重用户体验以及通信网络的实际吞吐率，通过创新优化网络通信功能，使得通信系统更加的安全、稳定。 其次，5G 移动通信在4G 移动通信的体系机构的基础之上，通过不断完善其功能，提升可靠性，为接下来的发展打下良好的基础。 最后，5G 移动通信技术实现了更广范围的覆盖，并且运营成本会更低，借助先进的技术来对网络资源进行有效的分配，通过这样的方式，能够在很大程度上提升用户的体验度。 综上所述，5G 移动通信技术具有高性能、低延迟，高容量，全双工的优势，这是4G 技术所并不具备的。 2 5G 关键技术分析探讨 2.1 密集网络技术 密集网络技术，不仅能够在很大程度上增加系统容量，而且还能够实现对业务的分流，进而实现对网络的灵活部署。5G 移动通信网络，更加的智能化、综合化，同时也会进一步实现对智能终端设备的普及应用，在接下来的发展过程当中，数据资源更多的是应用于室内业务当中，但是，在这里需要我们指出的是， 由于网络部署呈现出密集化的发展趋势，必然会使得网络更加的复杂化，进而使得不同的网络之间出现了相互干扰的现象。在这种情况下，我们就需要积极的应用相应的消除技术来消除干扰，进而实现在热点区域的发展。2.2 高频段的传输技术 现阶段，移动通信频谱资源呈现出拥挤的状态，这主要就是由于频段过多所导致的，并且均集中在3GHz ，但是在高频段，有着非常丰富的使用资源，因此加大对于高频段资源的研发，不仅能够有效的缓解拥挤现象，而且还能够在很大程度上提升数据传输速度。在这种情况下，5G 移动通信的研发对于高频段的传输技术必然能够得到广泛应用。但是，在这里需要我们指出的是，这一项技术的信号穿透能力，在很大程度上会受到来自于气候以及距离等一系列因素的影响的，因此在接下来的研发当中，需要更进一步的对其进行优化。2.3 网络架构的新型技术 这在接下来的发展过程当中，5G 移动通信技术会通过集中化处理的方式来进行网络架构。基于此，通过积极的应用光传输网络的中心节点和天线来进行网络信息的传输，不仅极大的降低了成本，而且能够实现在更广范围内的覆盖。不仅如此，在借助网络新型架构技术的过程当中，需要设置相应的接口协议，进而借助虚拟网络设备来进行信息数据的传输。最后，借助网络架构新型技术，能够更好的实现对一些闲置资源的充分利用，这样一来，不仅避免了重复建设的现象，而且在调度全频道的过程当中，能够确保负载均衡，这对于接下来的系统维护工作来说是极为有利的，而且运营成本也会随之降低。2.4 直接通信技术 在5G 移动通信技术的支撑之下，能够将不同设备进行有效的连接，进而实现通信。在这一过程当中，不仅极大的降低了能耗，而且频谱资源的也得到了充分的利用，5G 移动通信效率以及通信质量和传统通信技术相比较而言得到了明显的提升。在5G 移动通信网络当中，积极的借助密集网络技术，能够将数据流量提升到1000倍以上。通过在室内和热点地区均衡的分布5G 网络数据流量，不仅能够在很大程度上提升用户性能，而且还能够有效的提升网络覆盖率。但是，在这里需要我们指出的是，这一技术也存在着一定的不足，举个例子来说，下在较小的范围内，极易受到一定的干扰，因此会在一定程度上影响到网络能效的提升。在这种情况下，5G 移动通信技术在接下来的发展过程当中，通过借助云计算平台就能够实现自动智能组网。2.5 D evice to Device（D2D）技术 这一项技术在系统的控制下，借助相关资源实现能够直接通信，这不仅能够促进新蜂窝通信系统频谱效率的提升，同时也能够有效的降低终端发射功率。充分的借助终端设备，进而扩大覆盖范围，实现对频谱资源的高效利用，能够在一定程度上提升网络的可靠性以及链路的灵活性，提升工作性能，在这种情况下，基站的压力也就随之降低。（下转第78页） 5G 移动通信发展现状及其关键技术探讨 刘 强 （广东省电信规划设计院有限公司，中山 528400） 摘要：现阶段，随着我国科技研发水平的不断提升，在很大程度上促进着移动通信技术的发展进步。当前，4G 网络已经实现了大面积的覆盖，给我们的日常工作以及生活带来了极大的便利，而5G 网络已经成为移动通信发展的必然趋势。基于此，本文首先概述了5G 移动通信；其次着重探讨了5G 关键技术。 关键词：5G 移动通信；发展现状；关键技术；研究分析doi ：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2019.04.034中图分类号：TN929.5 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2019）04-0058-02
广州民航职业技术学院毕业（设计）论文：数字电路课程改革 毕业设计（论文） 题目数字电路课程改革 姓名与学号王垒14311204326 指导教师李俊凤 所在系及专业电子信息系应用电子技术
广州民航职业技术学院毕业（设计）论文：数字电路课程改革 数字电路课程改革 【摘要】在时代不断进步，科技不断发展下，专业基础课的教学方式与方法也应跟着改变。培养学生的创新能力是目前技术教育的一项至关重要的工作;在进行数字电路的教学过程中，如何培养学生的动手能力，提高其实践操作能力与增强学生技能对技校培养合格的技术人才至关重要。在新课改的不断发展下，对教学课程的改变要从多方面入手，重视实践教学是其中一项最为重要的方面，也是提高学生综合技能的一个行之有效的方法。本文从对数字电路教学模式的改革与创新着手，以理论与实践的完美结合来说明数字电路教学方式改革的重要性。 关键词：数字电路教学方式的改革实践教学
Abstract Abstract In the era of constant progress, continuous development of science and technology, the specialized basic course teaching ways and methods should also change accordingly. Develop the students' ability of innovation is a vital work of technology education at present. In the digital circuit in the teaching process, how to cultivate students' practical ability, improve their practical operation ability and enhance students' skill of technical school is very important to cultivate qualified technical personnel. Under the continuous development of new curriculum reform, changes to the curriculum should start from several aspects, emphasis on practice teaching is one of the most important aspect, is also an effective way to improve students' comprehensive skills. Based on the reform and innovation of teaching mode, the digital circuit with the perfect combination of theory and practice to illustrate the importance of teaching reform of digital circuit. Keywords: digital circuit teaching reform practice teaching