研究我国5G移动通信发展的问题与对策

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科技论坛
2016年10期︱363︱ 研究我国5G 移动通信发展的问题与对策
魏文勇
江苏省邮电规划设计院有限责任公司,江苏 南京 210019
摘要:随着当今社会的快速发展,本文正根据《中国产业调研网》发布的2016-2020年中国第5代移动通信技术系统(5G)市场现状及发展前景进行研究。

而面向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。

本文结合国内外移动通信发展的最新趋势,浅述了5G 移动通信就其发展面临的困境及对策进行了研究,重点对高频段传输、新型多天线传输技术、D2D 技术、密集网络技术、新型网络架构技术面临的困境和未来研究方向进行了分析,希望通过以下分析在未来的发展中我国抓住这次5G 标准制定的机会,在国际竞争中得到充足话语权。

关键词:5G 移动通信;问题;对策
中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1006-8465(2016)10-0363-01
2014年我国对4G 进行了大规模商用,而5G 是在4G 的基础上进一步的提高,不论是在传输速率、流量密度、传输时延、设备连接密度还是移动性方面都有很大的提升。

当前5G 移动通信系统的定义仍然不明确,但5G 在未来必然成为移动通信领域的主要技术手
段。

虽然2013年以来我国启动了5G 相关重大研究计划,但是目前
还处于探索时期,到2017年才会进入标准化征集阶段,至少2020
年才具备大规模商用条件。

相比于以往的移动通信技术,5G 移动通
信技术包含了多种用户体验指标,更加注重用户的体验,而新兴的
虚拟现实技术、3D 技术、移动交互式游戏技术都将纳入5G 技术需
求中,此外业界还试图将物联网技术广泛应用,这就从目前的人与
人通信拓展至人机物协同通信,将世界的连接方式推上一个新的台阶,更加深刻地改变人类的发展进程。

1 5G 移动通信的浅述
首先,5G 移动通信模式下,不但要对技术革新进行重视,还要
对用户体现、通信网络实际吞吐率等进行关注,并且也比以往更加
重视移动通信的可靠性。

其次,该种通信背景下,会在体系架构的
基础上进行革新来到达突破移动通信技术的目的。

就2/3/46移动通
信技术而言,其注重物理层之间的传输以及信道编译码技术等两部
分的发展,然而5G 技术在此基础上增加了对多点、多用户以及多天
线和小区协作组网的研究。

再次, 5G 技术不仅重视覆盖面的扩大,
更加关注室内通信技术的发展。

第四,5G 技术会应用到许多的高频
频谱资源,但其绕射能力差和衰减较快,因此5G 技术发展会注重对
高频段无线电波传播能力的研究。

最后,5G 移动通信技术会让运营
成本减少,然后按照网络流量真实的应用状态来合理调节、分配相
应的网络资源,进而有效提升用户的体验水平。

在4G 时期小基站思路得到大力推广,而在未来的5G 发展中小基
站将会进一步提升。

专家表示,在未来的网络架构规划中,基站会更
加小型化,功能更加强大,会开发安装在不同环境中的小基站,使其
与环境更好地融合。

在5G 发展中网络架构会更加扁平化,基站直接
接入互联网分组交换骨干网络,去除了传统的汇聚节点,解决拥塞问
题,使切换工作直接在基站完成。

目前5G 仍处于实验室阶段,还没
有进行商用,但是从规划来看,2020年5G 网络实现商用化问题不大。

2 5G 技术面临的一些问题及对策
2.1 高频段传输。

传统的移动通信系统工作频段主要集中在3GHz 以下,这使得频
谱资源十分拥挤,而在高频段(如毫米波、厘米波频段)可用频谱资
源丰富,能够有效缓解频谱资源紧张的现状,可以实现极高速、短
距离通信,支持5G 容量和传输速率等方面的需求。

足够量的可用带
宽、小型化的天线和设备、较高的天线增益是高频段毫米波通信的
主要优点,但也存在传输距离短、穿透和绕射能力差、容易受气候
环境影响等缺点。

目前我国正在积极开展高频段需求研究以及潜在
候选频段的遴选工作。

高频段资源虽然目前较为丰富,但是仍需要
进行科学规划、统筹兼顾,从而使宝贵的频谱资源得到最优配置。

2.2 新型多天线传输技术。

就无线通信系统本身而言,多天线技术能够提升通信传输的安
全性以及可靠性,其应用原理如下图1所示。

而充分利用数量众多
的天线,可以有效增加MIMO 信道的实际容量,因此想要提升信道容
量,需要有针对性的提升天线数量。

该技术的优势有很多,例如,
可以提升MIMO 空间的分辨率,使其能够支持用户进行体验;在极短
的时间内可以将波束进行有效集中,避免了因为波宽过大而造成的影响;实际功率效率较高;还能够拥有性能十分良好的线性检测设
备。

图1 MIMO 技术应用原理图 2.3 D2D 技术 Device to Device(D2D)通信是一种在系统的控制下,允许终端之间通过复用小区资源直接进行通信的新型技术,它能够增加蜂窝通信系统频谱效率,降低终端发射功率,在一定程度上解决无线通信系统频谱资源医乏的问题。

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。

2.4 密集网络技术 在5G 技术应用时,不仅会应用到全新的无线传输技术,还会对无线传输技术进行有效完善,因此这也就表明5G 通信是将多种无线接入进行有机结合而构成的一种新型的通信系统。

而对于各种无线传输来说,它们在传输过程中能够被有效利用,进而形成了一种具备多层覆盖、涵盖多个无线接入技术的异构网络。

而无线网络在后续的发展过程中,会提升无线传输技术实际的部署密度,缩短不同站点间的间距,实际支持用户的数量和范围得到显著增加,甚至能够实现一个用户与一个服务节点相对应的状态,进而构成超密集度的异构网络。

2.5 新型网络架构技术 扁平化的网络架构有利于减少系统时延,有利于降低建网和维护成本,因此,在LTE 组网中采用了扁平化的架构方式。

当前正在研究的内容主要有基带池RRU 接口定义、集中控制、基于C-RAN 的更紧密协作等等。

3 结语 总而言之,随着5G 移动通信技术的发展与完善,不仅会为用户提供更好的体验,还能提升通信网络稳定性,进而促进其他相关领域发展。

而在今后几年中我国5G 移动网络研究工作将进入技术研究的关键时期,则需要抓住5G 时期发展的优势,及早布局,构造开发室研发环境,努力使5G 技术在国际竞争中获得领先的技术优势,争取更强大的话语权,为我国信息化战略布局做好基础保障性工作。

参考文献 [1]赵栋梁.对5G 移动通信发展的思考[J].信息通信,2015,09:266+268. [2]尤肖虎.对5G 移动通信发展的思考[J].中兴通讯技术,2015,01:2-3. [3]李革.我国5G 移动通信的关键技术与发展趋势[J].科技传播,2016, 01:157-158.。