5G移动通信关键技术发展趋势研究

摘要：时代以及科技进步促使移动通信方面技术实现了高速发展，从以往2G发展到3G、4G，直到5G的诞生，这样一个质的飞跃也仅仅是在短短几年就完成了。而5G的出现更是成为了社会大众关注的焦点。文章基于此就5G移动通信技术（英文简称5GMCT）发展趋势进行着手分析，之后对5GMCT关键技术予以探讨，以期为后续关于5GMCT方面研究提供理论上的相关依据，更为未来5GMCT优化创新献出自己的一份微薄之力。

关键词：5G移动通信技术；关键技术；发展趋势

5GMCT将成为后续十年通信重点发展方向，预计在2016年5GMCT将实现完善通信系统的构建，而就以往通信技术运行规律而言5GMCT将具备高频谱能效及利用率，相较于4G技术无论是在资源有效利用还是在传输效率方面均有着较高的提升。

1初探5GMCT发展趋势

现今无论是国内还是国外均对5GMCT予以了较高关注，2014年欧盟更是于第八次通信框架规划中强调了5GMCT重要性，参会成员包含二十个国家之多，其中我国与相应韩国更是就5GMCT制定了项目课题研究方案。当前全世界范围之内针对5GMCT关键技术以及应用需求和相应的发展愿景等研讨较多，旨在达成世界范围内多国发展5GMCT的共识。而5GMCT发展趋势则主要是集中在以下五方面：其一是5GMCT发展中对于用户体验更加关注，虽然5GMCT还处于技术变革环节中，但是其交互游戏以及传输时延、吞吐速率均成为了用户衡量5GMCT关键指标[1]。其二是5GMCT发展关注先进系统理念，5GMCT一方面重视点点之间物理层面的良好传输，并将信道编译作为核心经典技术。另一方面也强化多天线以及多用户和相应多点、多小区化的组网有效协作模式，旨在寻求5GMCT性能最优化。其三是5GMCT发展重视室内通信相关业务，5GMCT优化设计最终目标集中在无线覆盖业务以及性能的发展，更加对以往大范围传统化覆盖设计模式予以了转变更新。其四是5GMCT发展中引入高频段大量频谱资源，通过将有线和无线良好结合在一起进而促使光载无线相关组网技术能够实现广泛性普及。其五是5GMCT发展中重视软配置，相关运营商能够依据具体业务流量监控其动态变化，在此基础上对网络资源予以有效调整，进而最终将能源消耗以及运营成本大大降低[2]。

2探析5GMCT关键技术

2.1关键技术之无线传输

5GMCT关键技术首先要从无线传输该种技术上进行探讨，而无线传输中又包含了MIMO以及多载波和全双工三种技术，下面就三种无线传输具体技术予以阐述：其一是MIMO技术。一般来讲越多的天线数量其可靠性以及频谱效率就会明显提升，尤其在是接收以及发射具备较大数量天线状况时MIMO信道就可以线性增长收发天线实际最小值，因而通过利用数量较大天线能够将系统容量予以有效提高，但是现今技术条件的不足实际收发端能够配置的天线则具有较小数量，如在相应的LTE系统中仅仅是搭建四根天线，而LTE-A系统也仅仅是搭建八根天线。在2014年美国提出了多天线化大规模MIMO系统的研究，而所谓MIMO系统则是具备较大数量基站配置，简单来讲就是天线数量可以多达数百根，这些众多数量天线还能够于同一基站上配置，进而形成大规模MIMO。其好处体现在三方面：第一点好处是大规模的MIMO相较于现有技术具备较强空间分辨率以及多维度资源有效挖掘率，促使网络中不同用户能够基于大规模MIMO实现同一时频自由通信，而不必增加宽带或者是相应的基站密度来满足大众用户需求。第二点好处是大规模MIMO能够在较窄范围内集中较多波束，进而将波束干扰降到最低。第三点好处是大规模MIMO能够将发射实际功率良好降低，当拥有足够多的天线时更加能够实现检测器以及预编码性能最优，并可以忽略不计相关干扰[3]。其二是多载波技术。该技术早在1970年代就进入研究阶段，直至1985年才开始受到国内以及国外众多通信领域的关注，现今多载波该种技术已经被良好的应用在通信信号以及雷达信号和相应的图像处理等工作中。具体来讲多载波发送端依托于滤波器组进而有效调制多载波，而接收端则对滤波组予以解调分析，在此基础上设置载波带宽度以及不同子载波之间的交叠程度等，灵活对子载波实现干扰控制，而不同子载波进行信道估计以及信道检测单独处理。总的来讲多载波其内在性能由滤波器实际调制功能所决定[4]。其三是全双工技术。所谓全双工指的是能够同频以及同时实现双向有效通信的重要技术。在现今的无线系统中无论是终端侧还是网络侧其在实际接收信号的过程中均对原发射信号产生一定的自干扰，由于当前技术所限因而同频以及同时通信还无法有效实现。全双工该种技术对于频谱实际利用效率的提高具有一定的理论意义，尤其是能够将信号处理以及器件方面技术予以发展，由此可见此种技术产生意义重大。而要想真正实现该种技术应用就需要重点关注收发信号两者之间的自干扰状况。随着近些年技术研究不断创新，研究人员通过大量实验证明此种技术具备可行性，如通过新型研发的抵消干扰技术来化解自干扰问题，又或者是在接收端放置相应的天线来对发射信号予以提前接收过滤来消除自干扰等等。

2.2关键技术之无线网络

5GMCT关键技术还要从无线网络该种技术上进行探讨，无线网络中又包含了超密集以及自组织两种技术，下面就两种无线传输具体技术予以阐述：其一是超密集技术。在超密集网络中各个网络节点具备较近距离，其频谱效率以及相应的功率效率和系统容量也较高，此外其接入技术也较为灵活。虽然上述内容是超密集技术规划出的美好愿景，但是网络节点实际距离的缩近也会带来其他系统问题的产生，具体来讲，较近距离之间的网络节点具备较小传输损耗，但是也会出现较多干扰源，也就是说其干扰状况会较为严重，而这就需要对网络节点在缩近距离的同时能够促使节点协作，并利用干扰图样和相应的网络拓扑等对网络动态予以监控。此外对于各个网络节点还需要利用复杂庞大回传网络来将节点干扰控制成本降低并提升其技术灵活性提高[5]。其二是自组织技术。所谓自组织主要是包含了自愈合以及自优化和相应的自配置，通过对网络予以障碍排除以及优化维护和相应的部署规划进而将人工干预降到最低。就当前来讲自组织该种技术具备网络发展必备特性，正在逐渐走向商用道路上。具体来讲，5GMCT从其本质上属于多制式协同融合异构网络，站在技术层面上将多个以及多层无线接入共存进而导致实际网络结构呈现出复杂性。而针对该种复杂网络结构就需要进行良好部署以及有效维护，进而将运营成本良好降低并保障网络运行的稳定性以及高效性[6]，由此依托于自愈合以及自优化和相应的自配置就成为了5G通信方面的重要技术。

3结语

综上分析可知，时代更新以及通信发展，5GMCT逐渐走向商用发展道路上，其发展目标则集中在对互联网相关业务予以全面发展，并对无线信号赋予稳定安全性以及较广覆盖性能，为广大用户带来极致使用享受。而针对5GMCT方面研究相较于国外研究来讲还处在初始阶段中，相信在今后随着5GMCT广泛应用，对其关键指标以及技术需求和相应使能技术等方面的研究将越来越多。

作者:王知畅 单位:福州大学 物理与信息工程学院

参考文献：

[1]李章明.5G移动通信技术及发展趋势的分析与探讨[J].广东通信技术,2015（4）:44-46.

[2]周一青,潘振岗,翟国伟等.第五代移动通信系统5G标准化展望与关键技术研究[J].数据采集与处理,2015（4）:714-724.

[3]王广增.关于5G移动通信关键技术的分析及其未来发展前景分析[J].中国新通信,2015（19）:56.

[4]李革.我国5G移动通信的关键技术与发展趋势[J].科技传播,2016（1）:157-158.

[5]范浩明,范沥丹.5G移动通信关键技术与发展趋势探讨[J].电视工程,2015（4）:16-18.

[6]吴强.5G移动通信发展趋势与若干关键技术分析[J].教育教学论坛,2016（22）:82-83.