摘要：信息时代背景下，我国的计算机及互联网技术得到了快速发展，与此同时，也推动了现代移动通信技术的发展。移动通信经过了传统2G到3G再到4G的升级，网络服务功能得到了大幅度提升，目前正朝着5G移动通信发展，因此，对5G移动通信发展现状及其重点技术的研究有着重要的实践意义与应用价值。
关键词：5G移动通信；发展现状；关键技术
15G技术特点
1.15G系统研究以更为广泛的多用户、多点、多小区协作组网、多天线作为突破的重点，力求在体系构架上寻求系统性能的大幅度提高。
1.2 5G研究将更加注重用户体验，因此衡量5G系统性能的关键指标必定和用户的体验相关，性能指标包含传输时延、平均吞吐速率、对虚拟现实的支撑、交互式游戏以及3D等新兴移动业务的支撑能力。
1.35G移动通信系统将更多的使用高频段的频谱资源，但是由于会受到高频段无线电波的穿透力的限制，因此光载无线组网、有线与无线的融合等技术将使用的更加普遍。
1.4目前由于室内移动通信业务已经成为应用的主导地位， 因此传统移动通信系统的设计理念“以大范围覆盖为主、兼顾室内”这一设计目标将会被改变，新的设计理念应该是5G业务支撑能力以及室内无线覆盖性能。
1.5网络资源可调整将成为以后的重要研究方向， 网络资源实现动态调整，使得运营商能够有效地降低能源消耗以及网络运营成本。
25G移动通信发展现状
作为第五代移动通信系统，5G移动网络面向的2020年移动通信市场需求，其是社会进步及时代发展的必然趋势。近年来，我国的通信技术得到了大幅度提升，计算机及网络技术逐步趋于完善，4G移动通信进入成熟阶段。部分发达国家已经将视野投向5G移动通信技术的研发，并取得了一定的研究成果。2013年，我国正式着手5G移动通信技术开发，将其作为863计划的重要组成部分，并将5G移动通信技术研发作为我国通讯领域的重要课题。2013年初，我国成立了专门的5G移动通信技术研发团队，团队由多名通讯领域著名专家组成，围绕5G移动通信的关键技术及研究方向问题进行了深刻探讨，规划了5G移动通信技术的研究框架及方向[1]，力图能够尽快融入国际5G移动通信技术研发中，获取竞争优势。为了顺应时代变化及通信行业需求，同年6月，我国实施了5G移动通信网络技术一期研究计划，提出重点研发5G无线传输、频谱开发等重点技术，强调逐步实施无限传输技术测试及网络性能评估。为了提升研发效率，有关部门还将部分研究项目进行分工，使各个研究小组能够专门从事一个项目的开发，为加快5G移动通信发展创造了条件。目前我国知名大学、科研机构等均参与到5G移动通信技术研发工作中。2016年初，我国的5G技术试验正式启动尽管仍处于起步阶段，然而前景良好。
35G关键技术
3.1 Massive MIMO
MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术其实在5G之前的通信系统中已经得到了一些应用，可以说它是一种作为提高系统频谱效率和传输可靠性的有效手段。但因天线占据空间问题、实现复杂度大等一系列条件的制约，导致现有MIMO技术应用中的收发装置所配置的天线数量偏少。但在Massive MIMO中，将会对基站配置数目相当大的天线，将把现阶段的天线数量提升一到两个数量级。它所带来的巨大的容量和可靠性吸引了大量通信研究人员的眼球，彰显了该技术的优越性。
它的应用能够给我们带来的好处是：1）较于以往的多入多出系统，Massive MIMO可以加大对空间维度资源的利用，为系统提供更多的空间自由度。2）因其系统架构的优越性，可以做到降干扰、提升功率效率等。
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同时它也存在着一系列问题：1）因缺乏大量理论建模、实测建模方面工作的支撑，当前没有认可度较高的信道模型。2）在获取信道信息时的开销要依靠信道互易性来降低，但是当前的假定方案中使用比较多的是TDD系统，且用户均为单天线，与基站天线数量相比明显不足，当用户数量增加时则会致使导频数量线性增加，冗余数据剧增。3）当前Massive MIMO面对的瓶颈问题主要是导频污染。
Massive MIMO在5G移动通信中的应用可以说是被寄予厚望，它将是5G区别以往移动通信的主要核心技术之一。
3.2超密集异构网络
应5G网络发展朝着多元、综合、智能等方向发展的要求，同时随着智能终端的普及，数据流的爆炸式增长将逐步彰显出来，减小小区半径、增加低功率节点数等举措将成为满足5G发展需求并支持愿景中提到的网络流量增长的核心技术之一。超密集组网的组建将承担5G网络数据流量提高的重任。未来无线网络中，在宏站覆盖范围内，无线传输技术中的各种低功率的节点密度将会是现有密度5-15倍，站点间的距离将缩小到10米以内，站点与激活用户甚至能够做到一对一的服务，从而形成超密集异构网络。超密集异构组网中，网络的密集化的构造拉近了节点与终端的距离，从而使功率效率和频谱效率加以提升，并且可以让系统容量得到巨幅提升。
3.3毫米波技术
在5G网络中，与即将面对的巨大的业务需求相冲突的是传统移动通信频谱资源已趋于饱和。如何将移动通信系统部署在6GHz以上的毫米波频段正成为业界广泛研究的课题。相比于传统移动通信频谱的昂贵授权费，MMW频段中包含若干免费频段，这使得其使用成本可能会降低。MMW频谱资源极为丰富可以寻找到带宽为数百兆甚至数千兆的连续频谱，连续频谱部署在降低部署成本的同时也提高了频谱的使用率。
45G移动通信发展趋势展望
与4G网络相比，5G移动网络应当在能效、传输速率、资源利用率与频谱利用率上达到更高的水平、更高的安全级别，同时在用户体验与无线网络覆盖方面也应有所显著改善。即5G移动网络将会更加智能化，更能满足用户的流量需求，并具有网络自调整与自感知等优点。这是新一代移动网络发展的必然需求。从5G移动网络当前研究状态来看，其在今后的发展过程中，将在以下三方面得到重点发展与提升：第一，采用新体系结构，使整个移动通信系统吞吐率高出当前网络的25倍；第二，采用新技术，使资源利用率相比于4G网络至少提升10倍。第三，大力开发可见光、高频段与毫米波等频率资源，在提高频率资源利用率的同时使频率资源比4G网络提升4倍。另外，根据信息技术当前发展趋势分析，未来5G移动网络的工作重点将包括如下几点：其一，5G网络将突破点到点传输和信道编码、译码方式，将其扩展成多小区协作组网、多用户、多点、多天线的传输方式。其二，用户体验是移动网络发展的核心宗旨，是运营商留住与吸引客户的重要手段，更是5G移动网络性能评价的关键指标，所以5G移动网络在创新技术的同时，将会更加注重对传输时延、虚拟现实、交互等业务的支持。其三，现在移动网络大多使用低频段频谱资源，5G移动网络将在频率资源利用率方面进行大幅改善，通过结合无线与有线技术，采用光载无线组网等多种先进技术来解决高频无线电穿透力弱问题，从而获得更多频谱资源，提高高频段资源利用率。其四，室内通信作为移动网络应用的主要场所之一，5G网络将对室内无线覆盖性能进行大范围优化，从而提高用户体验。其五，5G移动网络将采用软配置方式，使运营商可以根据用户流量动态变化来对资源进行适当调整，从而避免资源的浪费，为运营商节约运营成本。
结语
根据移动通信的发展速度以及趋势， 预计5G技术能够在2020年之后商用， 其最初的设计目标是满足移动互联网业务快速增长的迫切需求，并提升用户的体验感。目前，5G 技术的研究处于初期阶段，还有很多不明确的需求，在今后的几年内，是确定其关键指标、关键技术需求以及使能技术的最重要的时期。
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（04）：44-46.
论文作者:郭仁海
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/15
标签：移动通信论文; 网络论文; 频谱论文; 频段论文; 技术论文; 天线论文; 用户论文; 《防护工程》2019年第1期论文;