蒙嘉文

（重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院，重慶 401520）

世界各國(guó)的科技技術(shù)均在不斷的向前發(fā)展，這項(xiàng)指標(biāo)已經(jīng)成為了國(guó)家綜合國(guó)力的重要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一。而且移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展得到更高的關(guān)注度，當(dāng)前普遍應(yīng)用的就是4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。但是伴隨社會(huì)需求的不斷提升，將來(lái)4G已不能達(dá)到應(yīng)用需求標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而發(fā)展為5G移動(dòng)通信已經(jīng)是趨勢(shì)。5G移動(dòng)通信會(huì)具有更高的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，發(fā)揮出更快的網(wǎng)絡(luò)信息傳輸速度，并且減少等待信息時(shí)間等等優(yōu)勢(shì)，大力的研發(fā)5G移動(dòng)通信技術(shù)非常關(guān)鍵。

1 5G移動(dòng)通信技術(shù)的特征和應(yīng)用場(chǎng)景

5G（5th-Generation）為第五代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，當(dāng)前對(duì)于5G的詮釋還沒(méi)有完全統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。但是，根據(jù)國(guó)外成功研發(fā)第五代移動(dòng)通信技術(shù)來(lái)說(shuō)，應(yīng)用此種技術(shù)之后的手機(jī)于無(wú)線(xiàn)狀態(tài)中的下載速度更高，為每秒3.6G，這種新型通信技術(shù)就是Nomadic Local Area Wireless Access。在未來(lái)的發(fā)展中，5G會(huì)具有更大的需求量，并且依照移動(dòng)通信發(fā)展的態(tài)勢(shì)，會(huì)賦予5G更全面的效能，并且具備更高的利用效率。另外，在利用資源程度上，以及對(duì)于傳輸速度方面上，相較于4G移動(dòng)通信來(lái)說(shuō)，均具有顯著的提升，使其具有更好的無(wú)線(xiàn)覆蓋性能、傳輸延遲功能，并且具有更好的系統(tǒng)安全可靠性，帶給用戶(hù)更加豐富的體驗(yàn)。

在5G概念白皮書(shū)中明確的顯示出，5G主要的技術(shù)場(chǎng)景一共涉及到四項(xiàng)，即分別是低功耗大連接、低時(shí)延高可靠、連續(xù)廣泛覆蓋以及熱點(diǎn)高容量。在各種技術(shù)場(chǎng)景中，面向物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的就是低功耗大連接場(chǎng)景、低時(shí)延高可靠場(chǎng)景，他們?yōu)?G新拓展的場(chǎng)景，主要的目標(biāo)就是對(duì)于傳統(tǒng)移動(dòng)通信不能支持物聯(lián)網(wǎng)和垂直行業(yè)應(yīng)用的弊端問(wèn)題進(jìn)行改善并解決掉。在熱點(diǎn)高容量以及連續(xù)廣域覆蓋方面，滿(mǎn)足的實(shí)際需求就是能夠良好的符合2020年和將來(lái)發(fā)展的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)實(shí)際要求標(biāo)準(zhǔn)。總而言之，對(duì)于5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，是可以達(dá)到諸多領(lǐng)域的業(yè)務(wù)需求的，包括工作方面、休閑方面、交通方面、居住方面以及醫(yī)療方面等，并且在物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域更加深入的涉及。另外，可以密切的聯(lián)系起醫(yī)療儀器設(shè)備、交通工具、工業(yè)設(shè)施等等，科學(xué)合理的融合，提供給用戶(hù)提供在線(xiàn)游戲以及超高清視頻等等更加豐富的體驗(yàn)。

2 5G移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)需求分析

首先，滿(mǎn)足人們對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)的多樣化需求。5G運(yùn)行期間，可以良好的結(jié)合起各種感官技術(shù)，即視覺(jué)感官、聽(tīng)覺(jué)感官等，通過(guò)模擬系統(tǒng)產(chǎn)生3D感應(yīng)，帶給日常生活更多、更加豐富的體驗(yàn)，并且推動(dòng)更好的在虛擬世界、現(xiàn)實(shí)世界中搭建橋梁，產(chǎn)生更精彩的交互體驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)于虛擬世界的諸多需要，讓生活更具有趣味性。

其次，帶給人們更加高清的視頻體驗(yàn)。相較于4G移動(dòng)通信而言，5G移動(dòng)通信具備更加迅速的傳輸速度，在進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程中，可以產(chǎn)生更大量的數(shù)據(jù)內(nèi)容，并且不會(huì)受到限制問(wèn)題的阻礙，進(jìn)而確保高清視頻可以產(chǎn)生順通的運(yùn)行，帶給移動(dòng)用戶(hù)高速速率，無(wú)論在任何的地點(diǎn)以及任何的時(shí)間，均可以看到高清視頻，具有舒適的觀看體驗(yàn)。

接下來(lái)，能夠適應(yīng)智慧城市所提出的各種需求。當(dāng)前，對(duì)于建設(shè)智慧城市來(lái)說(shuō)，其有效的聯(lián)系起綜合云計(jì)算以及物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，加強(qiáng)同現(xiàn)實(shí)世界的密切結(jié)合，城市升級(jí)轉(zhuǎn)型中智慧城市屬于重要的一種趨勢(shì)。建立在智慧城市的基礎(chǔ)上，很多的城市都通過(guò)大力的投入建設(shè)形成很多建設(shè)熱潮，所以在將來(lái)發(fā)展智慧城市已經(jīng)是重點(diǎn)的內(nèi)容之一。5G移動(dòng)通信能夠搭建起全新網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，包括較快的速度以及較高的質(zhì)量水平等，所以在建設(shè)智慧城市期間，5G移動(dòng)通信是可以發(fā)揮出有效的推動(dòng)作用的。經(jīng)實(shí)施5G移動(dòng)通信能夠便捷的應(yīng)用相關(guān)技術(shù)以及進(jìn)行支付等，進(jìn)而適應(yīng)智慧城市的各種要求標(biāo)準(zhǔn)。

最后，滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)要求和全新用戶(hù)體驗(yàn)。未來(lái)的社會(huì)發(fā)展中，經(jīng)很多感應(yīng)裝置，使得物體經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在有關(guān)平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)行，最終有效的實(shí)現(xiàn)安全性的處理，達(dá)到智能化的標(biāo)準(zhǔn)，并且全面的聯(lián)系起跟蹤以及管理等內(nèi)容，通過(guò)無(wú)線(xiàn)以及高速的形式，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)信息展開(kāi)科學(xué)的處理，最終達(dá)到通信保障的目標(biāo)，并且經(jīng)諸多安全可靠的舉措在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部進(jìn)行投入應(yīng)用。另外5G移動(dòng)通信中的服務(wù)方式為體驗(yàn)為主，相較于以技術(shù)為主導(dǎo)的服務(wù)理念而言具有了進(jìn)一步的發(fā)展。5G移動(dòng)通信是把很多的新型無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)有效的融合起有線(xiàn)接入技術(shù)，進(jìn)而使得用戶(hù)體驗(yàn)更豐富多彩。

3 5G移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)

大力的研究以及開(kāi)發(fā)5G移動(dòng)通信技術(shù)是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，都已經(jīng)具有高度的重視。在未來(lái)的發(fā)展中，5G移動(dòng)通信能夠?qū)崿F(xiàn)以下的幾方面內(nèi)容：數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)出爆發(fā)式的增長(zhǎng)狀態(tài)。應(yīng)用5G移動(dòng)通信以后，在全世界范圍之內(nèi)的數(shù)據(jù)流量同現(xiàn)在的應(yīng)用情況相比較，會(huì)超出1000倍之多，同時(shí)能夠滿(mǎn)足實(shí)際吞吐量超過(guò)100GB/S/km2的效果；大幅度的增加互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的規(guī)模。根據(jù)相關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2040年左右，全世界的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量能夠超過(guò)500億，甚至達(dá)到1000億個(gè)，相較于當(dāng)前盛行的4G移動(dòng)通信來(lái)說(shuō)，可以超出100倍之多，數(shù)量龐大；明顯的增強(qiáng)用戶(hù)速率。通常情況下，5G用戶(hù)速率是維持在10Mb/s，在出現(xiàn)特殊需求的狀態(tài)下，會(huì)提升至100Mb/s；明顯的提升穩(wěn)定性，并且大大的降低網(wǎng)絡(luò)耗能情況。5G移動(dòng)通信能夠有效的減少通信時(shí)延，將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全可靠性進(jìn)行提升，進(jìn)而提供給用戶(hù)更加優(yōu)質(zhì)、舒適的體驗(yàn)。另外，5G移動(dòng)通信重視低碳、環(huán)保以及綠色觀念，所以在其中充分的展現(xiàn)出節(jié)能設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)相應(yīng)的提升網(wǎng)絡(luò)效率，減少或者避免網(wǎng)絡(luò)耗費(fèi)掉更多的有效能源。

4 5G移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)探究

4.1 大規(guī)模MIMO技術(shù)

MIMO技術(shù)具有諸多方面的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，大規(guī)模MIMO空間分辨率相較于當(dāng)前的技術(shù)來(lái)說(shuō)，具有明顯的提升技術(shù)程度。所以，MIMO技術(shù)能夠?qū)τ诳臻g展開(kāi)深入的挖掘以及拓展，良好的掌控維度情況，讓不同用戶(hù)可以于相同的時(shí)間內(nèi)展開(kāi)相對(duì)自由形式的通信，而且可以不通過(guò)提升基站密度的方式，便能夠有效的將頻譜效率進(jìn)行增強(qiáng)。同時(shí)大規(guī)模MIMO技術(shù)中能夠在相對(duì)較窄區(qū)域范圍中進(jìn)行集中波束，實(shí)現(xiàn)明顯程度的將干擾問(wèn)題降低的效果，而且可以推動(dòng)功率的有效提升。當(dāng)前在研究MIMO技術(shù)中，也存在不足的地方，例如傳輸方案一般是實(shí)施TDD系統(tǒng)，而且采取的均為單天線(xiàn)，所以就會(huì)讓其數(shù)量同基站天線(xiàn)數(shù)量相比較明顯更小，在用戶(hù)數(shù)量增加的同時(shí)也會(huì)使其數(shù)量相應(yīng)的提升。

4.2 基于濾波器組的多載波技術(shù)

無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)內(nèi)，多載波技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)普遍，可以在將頻譜效率進(jìn)行提升的期間，有效的對(duì)抗很多的多徑衰落現(xiàn)象。當(dāng)前在移動(dòng)通信中應(yīng)用的OFDM技術(shù)于頻譜效率以及抗多徑衰落等方面發(fā)揮出的優(yōu)勢(shì)顯著，但是弊端問(wèn)題就是不具有應(yīng)用大范圍帶寬中空白頻譜的能力。鑒于此，基于濾波器組的多載波技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，可以良好的解決以上的問(wèn)題。此技術(shù)的發(fā)送端經(jīng)合成濾波器組對(duì)于多載波展開(kāi)調(diào)制，并且接收端經(jīng)分析濾波器的方式，實(shí)現(xiàn)多載波的調(diào)制。此技術(shù)的特征為：子載波可以進(jìn)行單獨(dú)的處理，將子載波同步狀況具有良好的解決，而且子載波無(wú)需進(jìn)行前綴的插進(jìn)以及固定正交，能夠?qū)τ谧虞d波間互相干擾問(wèn)題進(jìn)行良好的控制，就會(huì)大大的減少干擾的狀況。因此，可以達(dá)到各載波之間的帶寬設(shè)置目標(biāo)同時(shí)進(jìn)行靈活控制。

4.3 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

5G系統(tǒng)具有無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，因此存在諸多的形式的無(wú)線(xiàn)接入模式。此種技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)密集程度相對(duì)較高，因此就會(huì)產(chǎn)生較近的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與終端距離。這樣一來(lái)，一方面能夠?qū)⒐β?、頻譜效率進(jìn)行有效的提升，另一方面也能夠?qū)⑾到y(tǒng)容量進(jìn)行增加，而且明顯的提升系統(tǒng)靈活性。盡管超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠在5G移動(dòng)通信的發(fā)展中提供更好的動(dòng)力以及廣闊的前景，但是由于減少了節(jié)點(diǎn)之間距離情況，所以就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部增加各種問(wèn)題。鑒于此種情況，需要積極的改進(jìn)這種情況。例如，采取有線(xiàn)回傳方式，將程序進(jìn)行有效的簡(jiǎn)化，并且能夠節(jié)省大量的資源，維護(hù)移動(dòng)通信平穩(wěn)向前發(fā)展。

4.4 自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

為明顯的區(qū)別于傳統(tǒng)移動(dòng)通信技術(shù)，大大的節(jié)約物力資源、人力資源的投入，可在滿(mǎn)足用戶(hù)需求的基礎(chǔ)上，將自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到移動(dòng)通信中。自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)這一概念為經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引進(jìn)自組織的能力，涉及到的方面諸多，即自我配置、自我優(yōu)化等，可以將人為干預(yù)量明顯的減少，發(fā)揮出的優(yōu)勢(shì)巨大。5G移動(dòng)通信屬于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，融合以及協(xié)同多制式共存。在業(yè)務(wù)等不斷更新的情況下，就需要讓網(wǎng)絡(luò)也積極的適應(yīng)這一趨勢(shì)。為確保移動(dòng)過(guò)程具備良好的平穩(wěn)性，就應(yīng)該應(yīng)用雙連接模式優(yōu)化選擇目標(biāo)。

4.5 高頻段頻率拓展技術(shù)

以往移動(dòng)通信系統(tǒng)工作的工作頻段集中于3GHz以下，所以頻譜資源會(huì)凸顯出相對(duì)擁擠的情況，但是高頻段可用頻譜資源豐富，例如厘米波頻段、毫米波頻段等，可以良好的對(duì)于頻譜資源緊張的情況進(jìn)行改善，達(dá)到短距離以及極高速通信的目標(biāo)，同時(shí)滿(mǎn)足5G容量以及傳輸速率等實(shí)際需求標(biāo)準(zhǔn)。

4.6 Device to Device（D2D）技術(shù)

此種技術(shù)建立在系統(tǒng)控制基礎(chǔ)上，讓終端之間以復(fù)用小區(qū)資源直接實(shí)施通信的一種新型技術(shù)。不僅可以將蜂窩通信系統(tǒng)頻譜效率進(jìn)行提升，減小終端的發(fā)射功率，同時(shí)也能夠顯著的處理好無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)稀缺頻譜資源的情況。因短距離直接通信，具有較高的信道質(zhì)量水平，所以D2D可以產(chǎn)生較高數(shù)據(jù)速率，同時(shí)產(chǎn)生較低的功率消耗等。經(jīng)廣泛分布的終端，積極的改善覆蓋，達(dá)到高質(zhì)量應(yīng)用頻譜資源的效果。而且可以對(duì)于靈活性網(wǎng)絡(luò)的連接方式進(jìn)行支持，將網(wǎng)絡(luò)的可控性進(jìn)行提升。

5 結(jié)束語(yǔ)

伴隨時(shí)代的不斷進(jìn)步與發(fā)展，5G 移動(dòng)通信時(shí)代已經(jīng)漸漸的走向我們。此種技術(shù)會(huì)提供給人們更加豐富多彩的網(wǎng)絡(luò)需求，用戶(hù)的業(yè)務(wù)體驗(yàn)更加優(yōu)質(zhì)舒適?，F(xiàn)階段5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是在探索的階段，所以有關(guān)的部門(mén)應(yīng)該對(duì)于5G 關(guān)鍵技術(shù)全面的學(xué)習(xí)和了解，建立在人們生活需求基礎(chǔ)上展開(kāi)更好的研發(fā)工作。