5G移动通信技术及发展趋势

罗智敏，关翠霞

（国家无线电监测中心检测中心，北京 100041）

5G移动通信技术及发展趋势

罗智敏，关翠霞

（国家无线电监测中心检测中心，北京 100041）

5G移动通信技术作为未来满足人们通信需求的重要技术，已然成为业界研究的热点。本文首先在分析大规模MIMO技术、无线接入技术、超密度异构网络5G关键技术的基础上，再对5G技术发展（主要对基站配套的发展）的影响及发展趋势进行了重点分析，目的在于5G移动通信技术发展的同时对未来基站配套建设提供必要参考。

移动通信；5G技术；通信技术

1 引言

随着物联网与移动互联网等新兴业务的不断兴起，对网络速度有着更高的要求，这无疑成为推动5G网络发展的重要因素，为了满足未来通信的需要，研究人员在4G网络系统的基础上发展5G网络。以可持续发展的方式，解决超千倍移动数据增长需求，提供超高速率、超低时延、海量连接的多场景一致性体验，最终实现“万物互联”的5G愿望。本文分析了5G移动通信技术的基础，并对5G技术发展对基站配套的影响及发展趋势进行了重点分析与探究。

2 5G移动通信技术概述

5G通信中，主要的通信技术包括无线接入技术、超密集异构网络、大规模MIMO等。评价的主要指标有峰值速率、用户体验速率、频谱效率、移动性、时延、连接数密度、网络能量效率及流量密度。

2.1 大规模MlMO

作为5G通信系统的关键技术，大规模MIMO技术（largescaleMIMO）自2010年贝尔实验室提出后，获得了国际标准的审核、鉴定，并在无线链路频谱效率领域获得了广泛的运用。该技术的推广运用能够确保无线频谱效率提升5倍以上，从而实现了对于天线信道容量问题的优化解决。

2.2 无线接入技术

作为5G移动通信系统的基础技术，无线接入技术一般由BDMA、NOMA等技术组成。该技术的推广运用往往能够在最大程度上实现无线通信讯号覆盖范围以及传输质量的提升，从而为用户提供便捷化的应用指标。在运用该技术的过程中，技术人员还需要加强对于频谱资源的合理化运用，从而为5G技术无线接口提供必要的频率、时间资源，促进技术运行效率的提升。

2.3 超密集异构网络

为了保障5G通信系统的运行质量，技术人员在项目建设的过程中需要增加低功率节点数量，并促进网络小区半径的缩减。该网络技术的推广运用能够最大程度上促进移动通信终端设备与节点距离的缩减，并由此带动网络功率的提升，并实现接入技术的覆盖层次性能的充分发挥。以5G网络系统跨层干扰协调优化为例，微小基站在运行过程中普遍具有覆盖范围缺点，但是其具有存在能耗效率高、网络信号强的特点。

3 5G技术发展（对基站配套发展）的影响分析

从5G的技术特点以及发展趋势来看，5G时代显著的特点是频谱资源需求宽，导致需要用到3GHz以上的频率，小区半径变小，基站站距变小，5G基站数量将远大于4G；并且设备、功率趋于小型化，对配套的要求也不一样。

3.1 5G网络部署的差异

天线数目可能从4根增至64根或者更高，致使基站的处理能力倍增，能耗也相应增大，这将对基站机房的要求进一步提高。带资源进行集中放置，实现资源共享。一方面减少对于机房数量的需求，同时降低机房建设成本；基站的覆盖范围有可能从4G网络的数百米缩小至数十米，这将极大地增加对于基站数目的需求。在未来5G网络建设中，小基站将会得到极大的应用，成为未来5G网络建设的主要形式。

3.2 BBU集中放置

随着网络建设从广覆盖向深度覆盖不断推进，基站建设站点资源需求的急剧增加，造成可用站点资源数量不断减少，站点资源的不足，将严重影响网络质量，这将是未来网络建设中必将面临的问题。与常规建站方式相比，分布式基站设备小、功耗低、投资省，建设周期短，大大降低了建设难度，加快了网络建设速度。分布式基站（BBU+RRU），实现了基带单元和射频单元的分离，有利于实现基带单元的集中放置。集中放置，优点在于降低机房的新建和租赁需求，降低物业协调难度，BBU集中设置时，能明显降低RRU拉远站点配套建设，有效降低建网成本，提高了电源供给的效率，能有利促进网络的节能减排。灵活的部署策略，使得基站建设不再受限于基站机房选址难题，能有效地提高建网进度，实现快速运营。

3.3 微基站建设

微站发射功率一般为1～5W或者是百毫瓦级，覆盖范围较为有限。相比宏站，微站的体积和重量大约只有宏站的一半，使用灵活，安装便利。微站的具有使用灵活、安装便利的优点，但覆盖范围有限，可与宏站相互结合，作为宏站建设方式的一种有利补充，有效提升立体覆盖效果。未来的5G网络频段普遍较高，因此传统建设方式覆盖效果不佳，5G网络将主要采用异构网络进行深度覆盖和热点容量吸收。国内外相关厂商、研究机构提出了多种异构网络底层网络覆盖的技术和设备，其中SmallCell具有体积小，功耗低，部署灵活，贴近用户部署等特点，可以有效提高网络性能和服务质量，近年来受到了广泛的关注，SmallCell有望成为未来解决异构网络底层覆盖的重要手段。

3.4 5G时代基站配套建设的发展方向

（1）集：网络扁平化，带来的BBU或相关设备“集中放置”问题，对电源、配套要求的等级变高（IDC机房），标准变高；

（2）大：追求高增益天线满足网络质量，导致部分场景使用“大”型天线，体现在贴片天线面积大、有源天线系统体积大、重量大，对塔桅提出了更高的要求；

（3）小：基站小型化更为普遍，为满足网络需求，射频上塔，甚至带电上塔已成普遍现象，带来的安全问题，需要进一步思考和投入；

（4）微：城区网络呈现微型化，数十米一个基站，隐蔽型微站成为主流，如何整合、利用各行业资源成为运营、建设、维护需要考虑的主要问题。

4 结束语

本文在分析5G移动通信技术内涵（无线接入技术、超密集异构网络、大规模MlMO）基础上，对5G技术发展对基站配套的影响及发展趋势进行了重点分析。笔者认为随着硬件及软件措施的落实到位，我国的5G通信技术定将获得更好的发展，并由此促进各产业链效益的提升。

[1] 彭景乐，5G移动通信发展趋势与相关关键技术的探讨[J].中国新通信，2014, (20)：52

[2] 尤肖虎，潘志文，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, (5)：551-562

5G Mobile Communication Technology and Development Trend

Luo Zhimin, Guan Cuixia
(State Radio_monitoring_center Testing Center, Beijing, 100041)

5G mobile communication technology, as the key technology to meet the communication needs of the people in the future, has become the focus of the industry research. This paper first analyzes the key technologies of 5G, such as large scale MIMO technology and hyper density heterogeneous network. Then,it analyzes the impact of 5G technology development (mainly on the development of base station supporting) and its development trend, with the purpose of providing reference for the future base station supporting construction.

Mobile communication; 5G technology; Communication technology

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.12.013

TN929.53文献标示码：A

1672-7274（2017）12-0040-02

罗智敏，男，1989年生，汉族，本科毕业，现就职于国家无线电监测中心检测中心。

关翠霞，女，1990年生，汉族，本科毕业，现就职于国家无线电监测中心检测中心。