5G移动通信技术及其发展趋势探讨

中国人民武装警察部队指挥学院 天津 300250

1 5G移动通信技术的特点

4G移动通信技术开启了视频时代，5G移动通信技术是移动通信领域变革的焦点，为万物互联的实现提供了技术支持是，必将颠覆人们原有生活方式，开启智慧时代。5G移动通信技术具有的特点主要体现在以下几个方面：第一，频谱利用率非常高。这一点特点在5G移动通信技术设定中就以明确，能够大幅度提升高频谱资源的利用率。就明确科技发展现状而言，很多方面都受制于高频段穿透能力，高频段资源利用率还比较低，致使无线网络技术难以取得重大发展突破。第二，超前的设计理念。5G移动通信技术的优先设计目标定位在室内无线网络的覆盖性能及其业务支撑能力上，这是传统通信设计理念没有涉及的。第三，通信性能非常高。4G移动通信的运行方式是将信息的传输码和两个传输之间的技术作为核心目标来实现通信。而5G移动通信技术既能实现信息和编码的传输，也可以实现多天线、多用户、多地区联合通信，通信性能将得到大幅度提升[1]。

2 实现5G移动通信的关键技术

（1）同时同频全双工技术。同时同频全双工技术实现5G移动通信的主要技术，主要机理是设备发射机和接收机占用相同的频率资源进行同时、同步工作，在运行中可以同时使用，相同的频率，这一点是现有频分双工和时分双工技术无法比拟的，是5G移动通信实现双向通信的关键技术。可有效减少传统双工模式对频率资源的消耗量，提升频谱利用率，能够将无线资源的使用效率提升一倍上，从而显著提升移动通信系统吞吐量和容量，满足5G移动通信高速度、大容量的发展需求。

（2）密集网络技术。从能够提供的流量角度来看，5G移动通信是4G移动通信的1000多倍，关键原因是在5G移动通信系统中，采用了先进的密集网络技术，在具体应用中主要体现在两个方面，其一是可在5G移动通信系统的宏基站之外，设置更多的天线，从而更好地扩大室外空间；其二可以在室内布置很多密集网络，网络密集度越大，形成的信噪比增项会更加客观，这一点也是密集网络技术能够推广应用的主要原因。通过应用密集网络技术，可更好地提升5G移动通信技术的优势，提升使用的灵活性，扩大5G移动通信网络覆盖范围。

（3）多天线传输技术。多天线传输技术指的是通过有源天线列阵的方式进行布置天线，通过毫米波将各有源天线连接成一个整体，从而更好地提升天线覆盖率和应用性能，此种高覆盖率的天线布置方式，能够更好地节约能源，符合绿色、低碳、环保、节约能源发展理念的需求[1]。和传统单天线布置技术相比，多天线传输技术实现无源到有源的转变，可以说实现了二维到三维的转变，是高阶MIMO天线布置方式，到大规模天线列阵方式的转变，在具体应用过程中，可将5G移动通信应用的频率效率提升几十倍以上，也是目前5G移动通信技术发展研究的关键技术。

在5G移动通信系统中应用多天线传输技术，其基站侧能够支持的协作天线数量提升到128根，将天线布置方式从二维提升到三维，可形成更加先进的3D-MIMO技术，从而满足多用户波束智能赋型的需求，以降低不同用户在使用5G移动通信技术之间的相互干扰，同时利用高频端毫米波技术，能够更好地改善目前无线信号的覆盖性能，提升应用效果，为5G移动通信技术的推广和发展提供基础技术。

（4）新型网络架构技术。在社会经济发展不断加快的背景下，人们对移动通信网络提出了更高的要求。4G移动网络系统采用的网络架构是扁平化结构，虽然建网成本比较低，但存在一定的网络延时，难以满足实时数据和信息传输的要求。5G移动通信采用了新型C-RAN接入网络架构，和传统扁平化的网络架构相比，C-RAN接入网络架构是一种基于集中化处理、协作式无线电、实时云计算的新型绿色无线接入式网络架构。其主要优势是能够通过降低的成本，实现远端天线和集中化的中心节点之间无线信号传输，能够满足上百个5G移动通信基站服务区域网络通信的要求，实现上百平方公里范围内的无线接入系统。而且C-RAN接入网络架构在设计中加入了先进的协同技术，抗干扰能力非常强，而且能耗低，既能大幅度提升频谱的利用率，也可以实现智能化组网的动态使用。集中处理技术的应用这可以大幅度降低维护成本，减少5G移动通信系统运维支出，实现稳定发展。

（5）D2D技术。目前的移动通信系统网络覆盖以小区为单位，虽然布置方式比较灵活，但难以满足大流量甚至是超大流量的发展要求，在5G移动通信技术飞速发展的背景下，此种网络覆盖方式，将会被逐步取代。而是采用D2D的网络覆盖方式，实现设备和设备之间的直接通信，无须再借助中间载体，而且网络的连接和接入更加科学合理，方便快捷[2]。设备和设备之间的通信属于短距离通信，因此，信道质量非常高，采用D2D的技术能够大幅度提升数据传输速度，缩短延时时间，降低能耗。同时终端设备可以分布在任何位置，促使5G移动通信网络的覆盖率更大，能够支持更加灵活的网络架构和连接方式。虽然目前我国D2D技术还采用广播、组播、单播等技术方案，但在5G移动通信时代，必将发展D2D增强技术，如：基于D2D的中继技术、联合编码技术等[2]。

4 结束语

综上所述，5G移动通信技术的出现为社会经济发展做出了重要贡献，代表着人类即将进入万物互联的智慧时代[3]。随着5G移动通信关键技术的不断更新升级，未来5G移动通信技术将会更好惠及全人类，值得大范围推广应用和发展。