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(chǎn)業(yè)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(shù)據(jù)流量的增長
產(chǎn)業(yè)界人士預測10年以后，移動數(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)設備擴大100倍
伴隨著智能終端和物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，預計10年后，聯(lián)網(wǎng)的設備數(shù)目將增加到600~1000達部，在未來里，5G網(wǎng)絡單位覆蓋面積將大大增加，相比之下是目前4G網(wǎng)絡將增長100倍，相對一些特殊的應用，單位面積將通過5G網(wǎng)絡的設備數(shù)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(wǎng)絡，相對于目前的4G網(wǎng)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(wǎng)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(yè)務和用戶將達到100Gbit/s，比如:急救車內(nèi)高清醫(yī)療圖像傳輸服務。
1.5可靠性高與時間短
2020年后的5G網(wǎng)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(yè)信息系統(tǒng)、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(wǎng)絡相比，縮短了5~10倍。對于關系重大財產(chǎn)安全的業(yè)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(wǎng)絡用戶的業(yè)務量大、規(guī)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(chuàng)新技術及頻率倍增的應用，來提高頻率利用率。相對4G網(wǎng)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(wǎng)絡消耗能源
相對來說較低節(jié)省能源、綠色低碳是未來通信技術的發(fā)展的方向，在未來的5G網(wǎng)絡中，需要利用節(jié)約能源的設計，使網(wǎng)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(xiàn)有網(wǎng)絡與能耗有相當?shù)乃健?/p>
25G關鍵技術概述
從目前的角度看，5G的關鍵技術仍在發(fā)展階段和研究階段，但學術界和產(chǎn)業(yè)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(wǎng)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(tǒng)；四是5G移動通信驗證技術。接下來對業(yè)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(tǒng)頻段主要是3GHz以內(nèi)，伴隨著用戶人數(shù)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(tǒng)能輕而易舉小型化，實現(xiàn)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(jīng)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(guī)模陣列的發(fā)展，能把頻譜利用率提高到數(shù)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(jié)點的接收機處通過對取消自身發(fā)射的信號干擾，在發(fā)射信號時候，同時接收另一節(jié)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(tǒng)連網(wǎng)方式，以基站為中心點，實現(xiàn)對市區(qū)覆蓋，基站及中繼站是不能隨便移動的，網(wǎng)絡結構是有限制的，在未來的5G網(wǎng)絡里，用戶規(guī)模大，數(shù)據(jù)流量大，以傳統(tǒng)的基站模式為中心的組網(wǎng)方式，是沒辦法滿足業(yè)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(xiàn)通信設備的直接通信，開拓了接入方式和網(wǎng)絡連接。
2.5密集網(wǎng)絡技術
5G是一個智能化、寬帶化、多元化、綜合化的網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)流量是4G的1000倍。想要實現(xiàn)目標有兩種技術:一是在宏基站處布置大規(guī)模天線來取得室外空間增益，二是布置密集網(wǎng)絡來滿足室外和室內(nèi)數(shù)據(jù)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(qū)。
2.6新型網(wǎng)絡架構技術
為了滿足在未來里，使用高容量、大規(guī)模的用戶需求，未來的5G網(wǎng)絡架構將具有低時延、低成本、易維護、扁平化特點。目前產(chǎn)業(yè)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(wǎng)絡,是由大型的服務器來組成的云計算平臺，通過交換機網(wǎng)絡及數(shù)據(jù)交換功能的路由器與基站相連接，宏基站具有大數(shù)據(jù)存儲功能和云計算功能，時效性特強或特別大的數(shù)據(jù)，提交到云計算中心進行網(wǎng)絡處理，終端或基站的數(shù)量、形態(tài)多，不一樣的業(yè)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(xiàn)智能組網(wǎng)，在未來里，智能化技術是實現(xiàn)5G網(wǎng)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(xiàn)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(xiàn)在產(chǎn)業(yè)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(tǒng)上，產(chǎn)業(yè)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(wǎng)絡技術和信息的迅速發(fā)展，5G的關鍵技術在實質(zhì)上有了新的突破，全面提高了經(jīng)濟的發(fā)展和全球信息化程度。
作者：李章明