移动通信技术未来发展趋势的研究

姜启良

广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 661199

移动通信技术未来发展趋势的研究

姜启良

广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 661199

移动通信技术的发展反映了人们对无线通信网络的需求。随着社会进步与人们生活水平的提高，移动通信技术不断升级换代以满足人们多方面需求。目前4G与3G相比在数据传输速度、质量上有了质的提高，然而面对技术的瓶颈及新需求的产生，5G移动通信系统是未来发展趋势。基于此，在分析移动通信系统新需求的基础上，对未来5G移动通信技术的特征进行了分析，并对5G发展过程中的关键技术问题及发展趋势进行了系统研究，以期为5G系统的研究与发展提供理论借鉴。

移动通信；5G；特征；关键技术

随着移动互联网的快速发展以及人民生活物质水平的提高，用户对无线通信网络数据传输系统的要求越来越高。每一次移动通信系统的升级都是基于一定的客户/业务需求而产生的。第一代移动通信系统的产生蜂窝系统理论之后，源于人们对无线移动通话的需要；第二代蜂窝移动通信系统（2G）源于人们对移动通话质量提高的需求[1]；第三代移动通信系统（3G）在互联网技术快速发展背景下产生，其源于人们对无线移动网络互联网业务的需求；目前4G与3G相比在数据传输速度、质量上有了质的提高，其源于人们对移动网络服务质量的需求。用户不断产生的需求推动移动通信技术不断向前发展，目前各国专业人员已经着手对传输速度更快、效率更高的5G移动通信网络展开研究。

1 移动通信网络的新需求

未来移动通信网络的服务情景主要针对住宅、工作、交通及娱乐等各种场所，其涵盖的场景方方面面，不同场景的特征对移动通信网络提出了不同的需求，根据这些需求，国内外科研组织对新一代移动通信移动（5G）开展研究。未来移动通信网络的需求场景可以概括为以下几类：第一，热点容量较高的场景，主要针对局部流量密度较高的场景提供高质量的数据传输速率；第二，低延迟场景，主要针对移动交通、工业控制等行业，提供低延迟的通信服务；第三，连续覆盖场景[2]，为最基本的通信场景，为客户提供持续无缝的通信服务；第四，低功耗场景，主要为大型终端提供低功耗、低成本的通信服务。

2 5G移动通信系统的特征

根据5G移动通信系统产生的目的及背景，相对于传统移动通信网络，其应该具有以下特征：

（1）数据流量显著增长。据移动行业业界预测，在未来十年中，世界移动数据流量将提高数百至上千倍，因此，届时5G移动通信系统的吞吐量能力必须相应进行增强。

（2）联网设备数目的增长。伴随智能终端与物联网的不断发展，21世纪20年代初，移动通信系统联网设备可达上千亿，这就要求5G网络单位的覆盖面积内可支持的设备数量必须进行相应提高[3]。

4G网络的应用在很大程度上改变了人们的工作及生活方式，在今后的移动通信技术发展中，5G移动通信技术不仅要在无线覆盖范围、系统安全性、传输速度与质量、人机交互性等多方面进行技术升级，而且需要解决通信频率资源、系统吞吐率、智能化等多方面的问题。

3 5G移动通信系统关键技术分析

3.1 高频传输技术

目前移动通信系统频段范围集中于3 GHz以下。随着用户数量的增多，对流量的需求也在不断扩大，因此目前的频率资源无法满足用户的新需求，频谱资源问题是5G系统需要解决的重要问题。5G移动通信系统需要将高频谱利用率提高至目前的10倍以上，利用新型技术方案提高无线信号能力，5G移动通信系统需要在提高网络覆盖率的同时兼顾环保要求。

3.2 直接通信技术

未来5G移动通信技术可以将不同通信设备连接进行直接通信，有效降低延迟与能耗，将频谱资源的作用发挥到最大。然而如果将目标设定为数据流量提高至4G的千倍以上，这就需要5G移动通信网络依靠密级的网络技术来实现[4]。

3.3 全双工技术

与目前移动通信系统相比，5G移动通信全双工技术在关注双向传输技术的同时，也包含了同频传输的双向传输技术。5G系统的全双工将使频谱效率大大提高，摆脱传统频谱资源的限制，其优点在于波频利用率高、数据挖掘能力强的特点，同频全双工技术对常规FDD技术与TDD技术进行了改良，使频谱效率实现了一倍以上的提升。在实际组网中，由于导频污染限制，同时与同频全双工技术不宜应用在多天线场景，因此5G技术仍面临全双工技术挑战，在后续研究中需要融合组网与资源分配技术等多方面内容，从而进一步提高全双工技术的实用性。

4 结语

随着社会进步与人们生活水平的不断提高，人们对移动通信系统的要求也在不断进步。从第一代移动通信系统发展至第四代移动通信系统，体现了技术升级换代的同时也体现了人们对通信业务不断产生的新需求。5G移动通信技术是未来发展的趋势，本文在分析移动通信系统新需求的基础上，对未来5G移动通信技术的特征进行了分析，并对5G发展过程中的关键技术问题及发展趋势进行了系统研究，以期为5G系统的研究与发展提供理论借鉴。

[1]赵国锋，陈婧，韩远兵，徐川. 5G移动通信网络关键技术综述[J]. 重庆邮电大学学报（自然科学版），2015（4）：441-452.

[2]张华. 移动通讯技术未来的发展趋势[J]. 中国新通信，2014（15）：42-43.

[3]尤肖虎，潘志文，高西奇，曹淑敏，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）：551-563.

[4]王金旺. 未来移动通讯发展趋势分析[J]. 电脑知识与技术（学术交流），2007（13）：124.

Research on the Future Development Trend of Mobile Communication Technology

Jiang QiLiang
Guangdong Telecom Planning and Design Institute Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 661199

The development of mobile communication technology reflects the demand of wireless communication network, with the progress of society and the improvement of people’s living standard, mobile communication technology continues to upgrade to meet the various needs of the people. At present, the fourth generation mobile phone Act (4G) and 3G compared to a qualitative improvement in the speed of data transmission, quality, but in the face of technical bottlenecks and new requirement, the 5G mobile communication system is the development trend in the future.Based on the analysis of the new requirements of the mobile communication system. The characteristics of the future 5G mobile communication technology is analyzed, and the key technical problems in the process of 5G development and development trend are studied, in order to provide a theoretical reference for the research and development of 5G system.

mobile communication; 5G; characteristics; key technologies

TN929.5

A

1009-6434（2017）3-0021-02