我国5G移动通信的关键技术与发展趋势

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5G移动通信的关键技术及发展

作者：刘浩男

来源：《电子技术与软件工程》2017年第09期

摘 要通信网络由最开始的2G、3G，到现在基本全覆盖的4G网络，其发展速度惊人，背后支持的通信网络技术起到了至关重要的作用，为了进一步满足用户日益增长的需求，在移动通信行业稳固其竞争地位，电信运营商开始投入到5G移动通信网络的研发中，尤其是在通信网络技术的开发方面，通过改善的创新技术，相信全网络时代的梦想将不再遥远。由于5G移动通信网络的发展尚在初级探索阶段，本文主要对5G移动通信的关键技术进行了分析，并且探究了5G移动通信网络的未来发展和前景。

【关键词】5G移动通信网络 关键技术 未来发展趋势

5G移动通信网络是对4G移动通信网络的继承与发展，是面向2020年新一代的移动通信技术，其业务水平将更加智能化、高效化。5G移动通信的出现将会发展一场新的技术革命，是整个通信行业广泛关注的一大热门研究方向，所以其研发过程，尤其是对关键技术的解析，成为焦点，这对5G移动通信的未来前景以及发展趋势探究有重大作用。

1 5G移动通信概述

5G移动通信是面向2020年的第五代移动通信系统。在成熟的设计理念的指导下，运用先进的通信技术，5G移动通信使得未来的通信业务更加智能化、高效化、自动化、全面化。由于先进的网络及无线传输技术的支持，未来的数据传输速度、信号的稳定性能、频段资源利用、信号覆盖广度、用户数据体验等，与目前的4G移动通信相比，将会有质的飞跃。这对5G移动通信未来的市场发展有非常大的意义。

2 关键技术

2.1 网络技术

2.1.1 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，怎龙源期刊网

MOBILE COMMUNICATION│移动通信

2018年第3期 25 5G移动通信发展趋势与关键技术研究

付仅华

广东南方电信规划咨询设计院有限公司惠州分公司，广东 惠州 516003

摘要：近年来，随着技术的发展和需求的增加，较4G技术更高端、更便捷的5G移动通信技术的研发，得到了

人们的广泛关注。因此，对5G移动通信的发展趋势和关键技术进行了简要的研究讨论。

关键词：5G移动通信；关键技术；发展趋势

中图分类号：TN929.53 文献标识码：A

Research on Development Trend and Key Technologies of 5G Mobile

Communication

Fu Jinhua

Huizhou Branch of Guangdong Southern Telecommunication Planning & Consulting Institute Co., Ltd.,

Guangdong Huizhou 516003

Abstract: In recent years, with the development of technology and the increase of demand, the research and development of

5G mobile communication technology is more advanced and convenient than 4G technology, and has received widespread

attention. Therefore, the paper briefly discusses the development trend and key technologies of 5G mobile communications.

Keywords: 5G mobile communications; key technologies; development trend

环球市场理论探讨/

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-我国5G移动通信的关键技术与发展趋势冯杰文广东南方通信建设有限公司摘要：为了应对未来更加庞大的数据流动和增长速度，增加新型业务的开发和使用，第五代移动通信技术(简称5G)，应运而生，国内外已经逐步确立了5G移动通讯技术的发展前景和发展需求，网络的出现使得人们的生活产生了翻天覆地的变化，对于人们的经济、工作、学习和日常生活都紧密结合起来，为了追求更高效率的移动通讯技术，各国相互启动了5G技术的探索和实践项目，以应对未来多样化的发展和需求。5G技术已经成为未来通讯技术的重要研究方向。关键词：5G移动通信；发展趋势；关键技术5G作为新一代无线移动通信网络，主要用于满足2020年以后的移动通信需求。在高速发展的移动互联网和不断增长的物联网业务需求的共同推动下，要求5G具备低成本、低能耗、安全可靠的特点，同时传输速率提升10~100倍，峰值传输速率达到10Gbit/s，端到端时延达到ms级，连接设备密度增加10~100倍。流量密度提到1000倍，频谱效率提升5~10倍，能够使用户体验保证在500km/h的速度。1 5G移动通信系统的主要特点5G移动通信系统将技术革新与用户体验紧密的结合在一起，5G系统性能窗体底端的关键指标包括平均网络吞吐量速率，传输延迟和虚拟现实，3D，互动游戏等新兴移动服务保障能力。与4G移动通信系统相比。5G移动通信系统将点对点的物理层传输和信道编译码提升为多点、多用户的协作组网，试图构建更良好的体系构架。室内移动通信业务成为系统的优先考虑目标，提升室内无线覆盖和业务保障能力。5G移动通信系统将更广泛地利用高频段频谱资源、光载无线组网等技术。2 5G移动通信中的关键技术2.1网络技术5G移动通信网络结构和传输技术是极为复杂的，为了能够保证智能化，应在5G移动通信中采取SON技术，如发现SON技术仍然无法实现多网络的协同，应该在研究中要对移动性优化技术、优化无线传输参数和优化技术的协同进行完善，实现自愈合功能。传统的无线通信系统里面，会采用小区分裂方式实现减少小区的半径，系统能量的提升只能够用低功率节点数量增加，所以在未来5G技术发展中应将宏站覆盖区域内的低功率节点保持在10倍以上的部署密度从而形成超密集异构网络。用于异构超密集部署的过程中应需要注意多覆盖层次、多种无线技术的共同生存问题。应采取软件定义网络技术，软件定义网络技术能够达到复杂的控制功能和网络技术特点，能够使设备更加的简单、操作起来灵活。2.2无线传输技术其一，大规模的MIMO技术。想要显著提升系统运转的效率，保证信息快速传播，就必须拓展多天线技术，通过发射与接收天线，促使信道容量大规模增长。在这个过程中要提高大规模MIMO在空间上的分辨率，对同时频的用户给予支持，集中波束，减小干扰。此外，该技术的最大优势在于拥有最佳的线性检测器，可以第一时间检查系统运转情况。其二，全双工技术。全双工的移动通信技术的是在同一频率下所进行的双向通信技术的简称，在移动通信技术的领域中，网络终端和网络接收站有按照固定模式进行发射和接受的自干扰发射器，因为现有技术的不完善，并不能实现真正意义上的在同一频率下的双向通信。全双工技术在技术和理论上是可以提升通信频率的效率的，并且能够更加灵活的实施数据的传输和频谱的使用，因为现有器材的限制和信号处理技术的不完善，全双工技术还没有得到充分的发展，在未来，同频率的全双工技术必定会在5g移动通信技术中占据着重要的地位，全双工技术的开发和使用也能够得到全方面的发展。其三，基于滤波器组的多载波技术。目前通信系统所使用的OFDM技术虽然在对抗多径衰落、频谱效率方面有一定的优势，但其对于无线传输系统大范围带宽中的一些空白频谱的缺乏应用能力。而基于滤波器组的多载波技术可以有效地解决这一问题。在基于滤波器组的多载波技术中，发送端和接收端对于多载波的调制分别利用合成滤波器组和分析滤波器组。各个子载波可以进行单独的处理，避免了子载波同步的过程。3发展趋势目前，5G网络关键技术仍处于研究阶段，究竟何种关键技术在未来能够适应5G的需求，仍是一个未知数。未来5G网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化及智能化的方向发展。随着各种智能终端的普及，面向2020年及以后，移动数据流量将呈现爆炸式增长。传统移动通信网络中，主要依靠人工方式完成网络部署及运维，既耗费大量人力资源又增加运行成本，而且网络优化也不理想。在未来5G网络中，将面临网络的部署、运营及维护的挑战，这主要是由于网络存在各种无线接入技术，且网络节点覆盖能力各不相同，它们之间的关系错综复杂。在未来5G网络中，面向大规模用户的音频、视频、图像等业务急剧增长，网络流量的爆炸式增长会极大地影响用户访问互联网的服务质。如何有效地分发大流量的业务内容，降低用户获取信息的时延，成为网络运营商和内容提供商面临的一大难题。内容分发网络(contentdistribute-onnetwork，CDN)会对未来5G网络的容量与用户访问具有重要的支撑作用。在未来5G网络中，网络容量、频谱效率需要进一步提升，更丰富的通信模式以及更好的终端用户体验也是5G的演进方向。设备到设备通信(de-vice-to-devicecommunication，D2D)具有潜在的提升系统性能、增强用户体验、减轻基站压力及提高频谱利用率的前景。因此，D2D是未来5G网络中的关键技术之一。D2D通信是一种基于蜂窝系统的近距离数据直接传输技术。D2D会话的数据直接在终端之间进行传输，不需要通过基站转发，而相关的控制信令，如会话的建立、维持、无线资源分配以及计费、鉴权、识别、移动性管理等仍由蜂窝网络负责。参考文献：[1] 尤肖虎，潘志文，高西奇，曹淑敏，邬贺铨.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].中国科学：信息科学，2014，07(05)：551~563.[2] 蔡志猛.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].数字技术与应用，2015，05(02)：41.

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5G移动通信关键技术与发展趋势研究

作者：梁燕 常新征

来源：《中国新通信》2016年第10期

【摘要】 移动通信技术以其提升信息化水平为发展目标，对于推动国民经济发展意义重大。第5代移动通信系统（5G）是目前移动通信领域关注最热的新一代移动通信系统，目前有关技术仍处于起步和发展探索阶段。本文对于5G移动通信涉及到的主要关键技术以及未来的发展趋势展开了研究。

【关键词】 5G 无线传输 网络技术 SDN

一、5G移动通信的概述

IMT-2020（5G）推进组在5G概念白皮书中提到，5G在2020年以后将成为第五代的移动通信系统。纵观移动通信技术自应用（2G-3G-4G）以来的发展趋势推论，5G相对4G来说最明显的进步体现在传输速率和频谱利用率的大幅提高。5G大范围的应用和推广离不开无线移动技术和网络技术的大力支持，两者相辅相成共同打造功能更加强悍的通信网络，从而实现未来十年互联网移动通信网速上升到目前的1000倍的伟大目标[1]。

二、5G 无线移动关键技术

2.1 无线传输技术

未来5G在无线技术领域中最为瞩目的突破是多人多出（MIMO）技术的变革。MIMO技术的核心思想是采取多天线方式完成信号的无线传输，进而在保证信号传输性能的前提下降低传输成本。大规模MIMO技术的应用要求整个基站投入使用数量充足的天线进行信号的发送、传输与接收。这是因为无线信号在传输过程中自身分解形成不同单独的子信号，子信号各自具备单独的空间流。5G移动通信中MIMO无线传输技术能够采用多个天线完成同时收发不同空间流的功能，并且不会混淆源自于不同方位的信号。另外，MIMO技术还能够为无线传输信道提供理想的空间复用增益和分集增益。因此，5G中信道的衰落现象将明显减弱，进而衡量传输质量的误码率也大幅降低。由此可见，运用MIMO技术能够进一步挖掘空间资源，扩大无线信号的物理覆盖范围。