5G移動通信技術論文

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15g目前提及的相關技術特征

對于5G的應用和未來憧憬，產業界和學術界對其都進行了相關闡述，從他們的闡述中得出，人們對未來5G技術的需求，相比之下，5G應具備下面的基本特征。

1.1數據流量的增長

產業界人士預測10年以后，移動數據量將達到1000倍。5G的吞吐量能力特別大，就算在很忙的時候也能提升到1000倍，至少可以到達100Gbit/s/km2以上。

1.2聯網設備擴大100倍

伴隨著智能終端和物聯網的迅速發展，預計10年后，聯網的設備數目將增加到600~1000達部，在未來里，5G網絡單位覆蓋面積將大大增加，相比之下是目前4G網絡將增長100倍，相對一些特殊的應用，單位面積將通過5G網絡的設備數目達到100萬/km2。

1.3峰值速率至少達到10Gbit/s

面向2020年以后的5G網絡，相對于目前的4G網絡的峰值速率需提高10倍以上，然而達到10Gbit/s，在特殊情況下，用戶單鏈峰值速率都要求需達10Gbit/s。

1.4用戶速率可達到10Gbit/s，特殊需求達到100Gbit/s

在未來的5G網絡中，在一般條件下，用戶在任何時候都能獲得10Gbit/s以上的速率，對于特殊需求的業務和用戶將達到100Gbit/s，比如:急救車內高清醫療圖像傳輸服務。

1.5可靠性高與時間短

2020年后的5G網絡，需要滿足用戶在線服務，能隨時隨地的進行各種體驗，并且還需滿足工業信息系統、應急通信等更多場景需求。需要進一步地降低用戶的控制時延，與4G網絡相比，縮短了5~10倍。對于關系重大財產安全的業務和人類生命可靠性必須提升到99.9999%以上。

1.6頻譜利用相對較高

由于5G網絡用戶的業務量大、規模大、流量高，相對來說，使用頻率需求量也大，需要通過壓縮等創新技術及頻率倍增的應用，來提高頻率利用率。相對4G網絡來說，5G的頻譜效率要5~10倍的提高，來解決流量帶來的頻譜短缺問題。

1.7網絡消耗能源

相對來說較低節省能源、綠色低碳是未來通信技術的發展的方向，在未來的5G網絡中，需要利用節約能源的設計，使網絡能耗效率都有待提高1000倍，來滿足1000倍流量的需求，但是現有網絡與能耗有相當的水平。

25G關鍵技術概述

從目前的角度看，5G的關鍵技術仍在發展階段和研究階段，但學術界和產業認為，5G的關鍵技術應包含下幾個方面：一是5G關鍵技術與無線網絡構架；二是5G無線輸送的關鍵技術；三是5G移動通信總體技術系統；四是5G移動通信驗證技術。接下來對業界十分關注的5G技術進行總的介紹。

2.1高頻段傳輸

目前，移動通信系統頻段主要是3GHz以內，伴隨著用戶人數的增加，頻譜資源也變得十分擁擠，然而在高頻段里，如毫米波頻率是27.3～350GHz，而帶寬則高達284.6GHz，超過微波全部帶寬的12倍。微波與毫米波相比，元器件的尺寸要小很多，毫米波系統能輕而易舉小型化，實現進行極高速短距離通信，支持5G傳輸速率和容量需求。

2.2多天線傳輸技術

多天線技術，經歷了從二維到三維，從無源到有源，從高階多輸入多輸出到大規模陣列的發展，能把頻譜利用率提高到數十五倍甚至再高，是目前5G技術唯一重要研究方向。

2.3同時同頻全雙工技術

同時同頻全雙工技術被稱為高效的頻譜效率技術，該技術在相同的物理信道上對兩個方向信號的進行傳輸，在通信雙工節點的接收機處通過對取消自身發射的信號干擾，在發射信號時候，同時接收另一節點的相同頻信號。

2.4設備間直接通信技術

以往的移動通信系統連網方式，以基站為中心點，實現對市區覆蓋，基站及中繼站是不能隨便移動的，網絡結構是有限制的，在未來的5G網絡里，用戶規模大，數據流量大，以傳統的基站模式為中心的組網方式，是沒辦法滿足業務需求。D2D直接通信技術在沒有基站的情況下也能運轉，實現通信設備的直接通信，開拓了接入方式和網絡連接。

2.5密集網絡技術

5G是一個智能化、寬帶化、多元化、綜合化的網絡，數據流量是4G的1000倍。想要實現目標有兩種技術:一是在宏基站處布置大規模天線來取得室外空間增益，二是布置密集網絡來滿足室外和室內數據需求。在未來里，向高頻段寬帶，將采用更加密集的方案，部署高達200個以上扇區。

2.6新型網絡架構技術

為了滿足在未來里，使用高容量、大規模的用戶需求，未來的5G網絡架構將具有低時延、低成本、易維護、扁平化特點。目前產業界主要集中在云架構和C-RAN的研究上。

2.7智能化技術

5G的中心網絡,是由大型的服務器來組成的云計算平臺，通過交換機網絡及數據交換功能的路由器與基站相連接，宏基站具有大數據存儲功能和云計算功能，時效性特強或特別大的數據，提交到云計算中心進行網絡處理，終端或基站的數量、形態多，不一樣的業務選取不一樣的頻段，連接方式和天線多樣化。所以，需要具有自動模式切換、智能配置、智能識別的功能，實現智能組網，在未來里，智能化技術是實現5G網絡的是關鍵技術。

3研究情況及趨勢

從目前來看，全球對5G技術的研究，都處在早期階段，將來還需要進行標準化、外場試驗、技術研究等階段，最后才能實現商用部署，但是，盡管對5G技術和概念仍然在進行深究，對5G標準的大方向，現在產業界和學術界在基本上達成了共識。

4結束語

總而言之，5G在面向2020年新一代移動通信系統上，產業界和學術界正在對技術和概念進行深討，盡管還沒形成相對的標準，但伴隨著網絡技術和信息的迅速發展，5G的關鍵技術在實質上有了新的突破，全面提高了經濟的發展和全球信息化程度。

作者：李章明