5G移动通信技术初探

王莹

摘 要：本文介绍了5G移动通信技术与过去的几代通用型技术存在的差异，涵盖了5G技术的特点和应用场景，重点阐述 了5G移动通信技术包含的三大服务和四个主要的赋能工具，根据5G的发展现状以及移动通信行业对5G的诉求分析了5G的发展趋势。5G移动通信技术与过去的几代通用型技术存在着较大的差异。因此不能够使用以往的通用型方法对其下定义，只能从其所提供的一般服务以及赋能工具两个方面入手对其进行总结。

关键词：三大服务 赋能工具 技术特点

中图分类号：TN99.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）06（c）-0017-02

Abstract： This paper introduces 5 g mobile communication technology with the past generations of universal technical differences， covers 5 g technology characteristics and application scenarios， expounds the 5 g mobile communication technology contains three major services and assignment of the four main tools， according to the current development of 5 g and the mobile communication industry demands of 5 g analyzed the development trend of 5 g.

Key Words： Three services； Enabling tools； Technical features

移动通信的出现和进化既有内部要素也有外部要素，移动通信的内部原因是技术的变化改革，外部原因在于用户对通信的需求。在市场经济条件下，需求日益成为经济发展和产品进步的主要原因。近年来，移动通信技术的发展非常迅速，各种新技术和标准的出现令人眼花缭乱。

1 5G移动通信技术包含的三大服务

（1）增强移动宽带（eMBB），提供极高的数据速率和低时延通信，以及极端的覆盖能力。支持不同设备可以在同一时间传输大量的数据。可以应用在VR和AR还有社交网络上，可以给用户带来更好的体验。

（2）海量机器类通信（mMTC），为数以百亿计的网络设备提供无线连接。mMTC将在6GHz以下的频段发展，同时应用在大规模物联网上，较可见的发展是NB-IoT。以往普遍的Wi-Fi、Zigbee、蓝牙等，较属于家庭用的小范围技术，回传线路（Backhaul）主要都是靠LTE，近期随着大范围覆盖的NB-IoT、LoRa等技术标准的出炉，可望让物联网的发展更为广泛。

（3）超高可靠低时延通信（uRLLC），提供超可靠低时延通信连接的网络服务。要求包括极高的可用性、极低的时延和可靠性。例如：V2X通信和工业制造应用。可靠性和低时延优先于对数据速率的要求。

一般的5G服务不需要采用相同的空中接口。选择的形式取决于设计和5G服务的组合。基于OFDM的灵活的空中接口更适合xMBB服务，而新的空中接口，例如：FBMC和UF-OFDM或许更适合uMTC服务，这些服务需要快速的同步。空中接口候选技术包括OFDM、UF-OFDM和FBMC。

2 5G移动通信技术主要包含的四个主要的赋能工具

（1）动态无线接入网络提供无线接入网络从而适应用户需求和5G业务组合的时空变化。动态无线接入网络同时协同其他元素，例如：①超密网络；②移动网络（游牧节点和移动中继节点）；③天线波束；④作为临时接入节点的终端设备；⑤作为接入和回传使用的D2D通信链接。

（2）极简系统控制面，提供新的极简控制信令，确保时延和可靠性，支持频谱的灵活性，允许数据面和控制面分離，支持大量多种具有不同能力的终端，并确保高能效性能。

（3）内容本地化和数据流，允许实时和缓冲内容的分流、汇聚和分发。这些操作的本地化降低了时延和回传的负载，同时提供汇聚功能，如传感器信息的本地汇聚。

（4）频谱工具箱提供了一套解决方案，允许5G一般服务可以在不同的管理框架、频谱使用/共享的条件下在不同频段部署。

在服务和赋能工具之间存在重叠部分，根据最终设计决定，有些功能或许既属于服务，也是赋能工具。然而，系统设计的期望是实现尽可能多的公共功能，而不会引起不可接受的性能下降，同时最小化系统设计复杂度。LTE演进在5G将起到重要作用，尤其是提供广域覆盖方面。LTE演进可以被视为另一个5G通信服务。5G系统可以被工作定义为一个可以提供一般服务的公共网络，同时灵活支持不同的服务组合。

5G网络具有超高带宽和超低延迟的特点，能够扩大现场观众和活动参与者的视觉界限，给予他们更棒的现场体验。通过5G，观众可以调至一个微型频道，收听一位当地受欢迎体育解说员进行的实况报道。而5G网络更快速、功能更强大的一个原因就在于所谓的边缘计算，它能使数据处理和分析在距离需求更近的地方进行，比如：活动现场和周围。5G网络的处理能力有助于降低往来于中央数据中心的数据在处理和分析时出现的延迟。

随着2018年6月13日3GPP全会批准了第五代移动通信技术标准独立组网功能冻结，加之2017年12月完成的非独立组网NR标准，5G已经完成第一阶段全功能标准化工作，进入了产业全面冲刺新阶段。此次SA功能冻结，不仅使5G NR具备了独立部署的能力，也带来全新的端到端新架构，赋能企业级客户和垂直行业的智慧化发展，为运营商和产业合作伙伴带来新的商业模式，开启一个全连接的新时代。

5G将带来移动通信行业的大拓展，并将成为我们经济、社会以及个人活动中越来越重要的一个元素。正因为5G新空口和核心网的全新、出色的能力，5G系统为多样化服务的商用铺平了道路。全新的5G系统将为全新的商业模式提供不间断的“专属”服务。与4G及其他几代移动通信不同的是，5G可以根据各种业务的不同诉求，提供非常明确的个性化通信服务。

两年前，5G在大家看来还只是一个愿景，甚至只是一场炒作，但伴随着Rel-15标准的完成，3GPP在短时间内让5G成为了可能。5G的这一套标准不仅为用户提供了更高的数据速率和带宽，同时也通过开放、灵活的设计满足了不同行业的通信需求——5G将是多样化产业的整合平台。

参考文献

[1] 尤肖虎，潘志文，高西奇，等.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，2014，44（5）：551-563.

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[3] 曾剑秋.5G移动通信技术发展与应用趋势[J].电信工程技术与标准化，2017，30（2）：1-4.