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5G移动通信技术论文

15G目前提及的相关技术特征

对于5G的应用和未来憧憬，产业界和学术界对其都进行了相关阐述，从他们的阐述中得出，人们对未来5G技术的需求，相比之下，5G应具备下面的基本特征。

1.1数据流量的增长

产业界人士预测10年以后，移动数据量将达到1000倍。5G的吞吐量能力特别大，就算在很忙的时候也能提升到1000倍，至少可以到达100Gbit/s/km2以上。

1.2联网设备扩大100倍

伴随着智能终端和物联网的迅速发展，预计10年后，联网的设备数目将增加到600~1000达部，在未来里，5G网络单位覆盖面积将大大增加，相比之下是目前4G网络将增长100倍，相对一些特殊的应用，单位面积将通过5G网络的设备数目达到100万/km2。

1.3峰值速率至少达到10Gbit/s

面向2020年以后的5G网络，相对于目前的4G网络的峰值速率需提高10倍以上，然而达到10Gbit/s，在特殊情况下，用户单链峰值速率都要求需达10Gbit/s。

1.4用户速率可达到10Gbit/s，特殊需求达到100Gbit/s

在未来的5G网络中，在一般条件下，用户在任何时候都能获得10Gbit/s以上的速率，对于特殊需求的业务和用户将达到100Gbit/s，比如:急救车内高清医疗图像传输服务。

1.5可靠性高与时间短

2020年后的5G网络，需要满足用户在线服务，能随时随地的进行各种体验，并且还需满足工业信息系统、应急通信等更多场景需求。需要进一步地降低用户的控制时延，与4G网络相比，缩短了5~10倍。对于关系重大财产安全的业务和人类生命可靠性必须提升到99.9999%以上。

1.6频谱利用相对较高

由于5G网络用户的业务量大、规模大、流量高，相对来说，使用频率需求量也大，需要通过压缩等创新技术及频率倍增的应用，来提高频率利用率。相对4G网络来说，5G的频谱效率要5~10倍的提高，来解决流量带来的频谱短缺问题。

1.7网络消耗能源

相对来说较低节省能源、绿色低碳是未来通信技术的发展的方向，在未来的5G网络中，需要利用节约能源的设计，使网络能耗效率都有待提高1000倍，来满足1000倍流量的需求，但是现有网络与能耗有相当的水平。

25G关键技术概述

从目前的角度看，5G的关键技术仍在发展阶段和研究阶段，但学术界和产业认为，5G的关键技术应包含下几个方面：一是5G关键技术与无线网络构架；二是5G无线输送的关键技术；三是5G移动通信总体技术系统；四是5G移动通信验证技术。接下来对业界十分关注的5G技术进行总的介绍。

2.1高频段传输

目前，移动通信系统频段主要是3GHz以内，伴随着用户人数的增加，频谱资源也变得十分拥挤，然而在高频段里，如毫米波频率是27.3～350GHz，而带宽则高达284.6GHz，超过微波全部带宽的12倍。微波与毫米波相比，元器件的尺寸要小很多，毫米波系统能轻而易举小型化，实现进行极高速短距离通信，支持5G传输速率和容量需求。

2.2多天线传输技术

多天线技术，经历了从二维到三维，从无源到有源，从高阶多输入多输出到大规模阵列的发展，能把频谱利用率提高到数十五倍甚至再高，是目前5G技术唯一重要研究方向。

2.3同时同频全双工技术

同时同频全双工技术被称为高效的频谱效率技术，该技术在相同的物理信道上对两个方向信号的进行传输，在通信双工节点的接收机处通过对取消自身发射的信号干扰，在发射信号时候，同时接收另一节点的相同频信号。

2.4设备间直接通信技术

以往的移动通信系统连网方式，以基站为中心点，实现对市区覆盖，基站及中继站是不能随便移动的，网络结构是有限制的，在未来的5G网络里，用户规模大，数据流量大，以传统的基站模式为中心的组网方式，是没办法满足业务需求。D2D直接通信技术在没有基站的情况下也能运转，实现通信设备的直接通信，开拓了接入方式和网络连接。

2.5密集网络技术

5G是一个智能化、宽带化、多元化、综合化的网络，数据流量是4G的1000倍。想要实现目标有两种技术:一是在宏基站处布置大规模天线来取得室外空间增益，二是布置密集网络来满足室外和室内数据需求。在未来里，向高频段宽带，将采用更加密集的方案，部署高达200个以上扇区。

2.6新型网络架构技术

为了满足在未来里，使用高容量、大规模的用户需求，未来的5G网络架构将具有低时延、低成本、易维护、扁平化特点。目前产业界主要集中在云架构和C-RAN的研究上。

2.7智能化技术

5G的中心网络,是由大型的服务器来组成的云计算平台，通过交换机网络及数据交换功能的路由器与基站相连接，宏基站具有大数据存储功能和云计算功能，时效性特强或特别大的数据，提交到云计算中心进行网络处理，终端或基站的数量、形态多，不一样的业务选取不一样的频段，连接方式和天线多样化。所以，需要具有自动模式切换、智能配置、智能识别的功能，实现智能组网，在未来里，智能化技术是实现5G网络的是关键技术。

3研究情况及趋势

从目前来看，全球对5G技术的研究，都处在早期阶段，将来还需要进行标准化、外场试验、技术研究等阶段，最后才能实现商用部署，但是，尽管对5G技术和概念仍然在进行深究，对5G标准的大方向，现在产业界和学术界在基本上达成了共识。

4结束语

总而言之，5G在面向2020年新一代移动通信系统上，产业界和学术界正在对技术和概念进行深讨，尽管还没形成相对的标准，但伴随着网络技术和信息的迅速发展，5G的关键技术在实质上有了新的突破，全面提高了经济的发展和全球信息化程度。

作者：李章明