摘要：移动通信已经过四代发展，眼下4G发展方兴未艾，5G帷幕逐渐拉开。虽然4G已经大大提高用户体验，但仍然不够，这就推动了5G的发展。本文对5G的背景作简要介绍，从5G技术目标开始，分析关键技术及技术趋势，探讨5G的应用。
关键词：5G；背景；技术；趋势；应用
一、5G无线通信技术发展趋势
虽然关于5G的技术研究已经开启，但还处在初级阶段，对移动通信系统来讲，技术方面面临巨大挑战。
（一）技术目标
技术目标包括几个方面，主要是：提高传输速率、降低时延、提升连接设备密度、提升流量密度、增强移动性。
（二）关键技术
（1）新型多天线技术。多天线技术有利于频谱效率提高，5G采用空间分集方式，引入有源天线陈列，可支持多用户波束智能赋形，减少用户间干扰。还有天线的定位功能，高速波束跟踪等技术，都将应用于实际。
（2）高频段传输。传统的移动通信主要频段在3GHz以下，频谱资源已十分拥挤。与之对比，高频段的频谱资源很丰富，有效缓解频谱紧张现状，同时实现极高速短距离通信。
（3）同时同频全双工。全双工技术可实现同一时隙和频率上同时发送和接受信号，提高1倍效率，使频谱的分配使用更灵活。但由于收发信号的功率差、小区同频干扰等问题，应用难度很大。
（4）新型网络架构。包括传统蜂窝网络的电信类业务，5G还支持移动互联网类业务，M2M类业务，它可能采用C-RAN接入网架构。C-RAN是基于集中化处理，协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线接入网构架。它能够减小干扰，降低功耗，提升频谱效率，便于维护，减少运营支出。
（三）发展趋势
5G的发展需要融合现有的设备、资源，用好以LTE为主的技术，同时不断探求新的频率及使用方法，力求以最低的成本实现最高的价值。当然，长期的发展，创新必不可少。总而言之，5G的发展离不开融合、演进、创新。
二、5G应用
现今社会，移动服务广泛普及，带来了移动、无线流量的激增。应用场合多样化，需求多样化，信息量爆炸性增长，都使得高效安全地访问共享信息十分重要。5G应用一方面是以人为基础的通信；另一方面是物与物之间的通信。
（一）超高速的数据传输存储
5G的下载速度可以达到3.6G/s，远远超过硬盘读写的速度。4G已足以满足高清视频、高质量音乐等大数据传输的数据业务，而5G将大大提高存储空间、优化安全服务，带来更多数据业务。移动终端设备上，5G由于高速无线传输，节省存储空间，也丰富了硬件外设装置。
（二）用户业务需求的提升
用户不管在何地，都需要确保能够随时保持良好通信，即使是在人口密集的地方也不希望移动互联出现差异。高清视频到各种小应用，商务区到住宅区移动，5G希望在流量变化、地域迁移、时延以及可靠性方面符合标准。5G将致力于满足用户各种需求，提供无所不在的智能信息服务。
（三）高兼容性的网络融合
高兼容性促进网络融合，减少维护费用，降低成本。未来5G将更加促进网络融合：一方面是电信网、广播电视网、互联网融合，给人们生活带来巨大便利；另一方面是2G、3G、4G的网络融合，共享资源，语音业务与数据业务均衡发展，最低成本实现最大效益。
三、5G无线通信技术介绍
5G是第五代移动通信的标准，是通信技术不断发展的重要体现。随着科学技术不断进步与发展，移动通信技术前进的脚步从未停止过，从2G、3G到现在的4G无线通信技术，移动通信技术实现了质的飞跃。但是移动通信技术依然会随着社会科技的发展不断向前发展。在这样的背景下，5G无线通信技术逐渐兴起，5G无线通信技术的优势十分明显，主要变现为：5G无线通信技术的覆盖范围更加广泛、传输时效更快、通信更加安全等。而且，5G无线通信技术能够与其他通信技术紧密联合，这样5G无线通信技术就能够与其他通信技术一起形成一个全面的通信网络。不论是4G移动通信技术还是5G移动通信技术，每一代的移动通信技术都是网络技术发展的充分体现。
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四、5G无线通信的关键技术
4.1 非正交多址接入技术
5G无线通信中的非正交多址接入技术主要就是在数据信息的发送端应用非正交发送，这样能够主动将干扰信息引入，之后在数据信息的接收端通过串行干扰删除接收机实现正确接调。非正交多址接入技术的子信道传输运用的是正交频分复用技术，所以说子信道之间是正交的各个信道相互独立不存在干扰情况。但是一个子信道上会分配给很多个用户，而同一个子信道上面的多个用户之间采用的是非正交频分复用技术，也就是说各个用户之间会产生相互干扰问题，针对这一问题就需要在数据信息的接收端通过串行干扰删技术开展多用户检测。
4.2 高频段传输技术
移动通信传统的工作频段通常不超过3GHz，这样就会导致移动通信工作频段上面的是频谱资源拥挤，从而影响移动通信的正常工作。而高频段上面的频谱资源十分丰富，这样就能够十分有效的缓解频谱资源拥挤问题，最终实现高速短距离通信，满足5G无线通信技术对传输速率等方面的要求。常见的高频段有：毫米波频段以及厘米波频段等。但是高频段传输技术在实际应用中也存在一定的缺陷，主要表现为传输距离短、绕射能力较差等，另外，气候对高频段传输技术的影响也比较大。
4.3 超密集组网技术
5G无线通信中的超密集组网技术能够对现阶段的网络覆盖情况进行改善，能够在很大程度上提升系统容量，并且能够对移动通信业务进行分流，以此提升网络部署灵活性。但是网络部署越密集网络拓扑就会越复杂，这样就会在一定程度上使网络能效降低。所以在超密集组网技术的研究与发展中要关注快速发现、干扰消除以及提升终端移动性能等问题的研究与分析。
4.4 大规模MIMO技术
在4G网络时代采用的8端口多用户MIMO不能满足5G无线通信的实际需求，MIMO的频谱效率数量级以及能量效率数量级都需要进一步提升。在这样的背景下大规模MIMO技术出现，有效的提升了频谱效率数量级以及能量效率数量级。并且，大规模MIMO技术在不断的扩展和延伸。另外，大规模MIMO系统之中应用最简单的线性预编码方法，这就在最大程度上降低了噪声的干扰，从而降低了小区内干扰。
4.5G无线通信技术的发展趋势
现阶段5G无线通信技术已经逐渐成为通信领域的重点研究问题，并给随着科学技术的不断进步与发展，5G无线通信技术会越来越成熟，并且进入标准化的研究阶段与制定阶段。而且，5G无线通信技术的高频率效率会不断提升，同时网络的容量也会大大提升。5G无线通信技术向前发展的主要动力就是移动互联网的飞速发展，反过来说，移动互联网的快速发展促进了新兴移动通信业务的发展。现阶段固互联网络的具体服务业务都是通过网络技术提供给用户的，这就需要强大的后台服务，这对5G无线通信技术系统提出了更高的要求，这些要求主要体现为对系统容量以及信息数据的传输质量方面。5G无线通信技术要与其他无线通信技术密切衔接，从而为网络通信技术的的发展提供基础支持。
就科学技术发展趋势以及现阶段的移动网络技术来说，5G无线通信技术的发展趋向为（1）引进更加先进的无线传输技术，不断提升网络资源的利用率，5G无线通信引入先进的无线传输技术之后，网络资源的利用率会比4G移动通信提升十倍以上。（2）新的体系结构，5G无线通信技术在发展的过程中必定会出现新的体系结构，如：高密集型的小区结构等，新的体系结构能够进一步扩展智能化的能力，同时能够在一定程度上提升无线网络系统的吞吐率。（3）深入挖掘频率资源，在移动通信技术的发展过程中频率资源非常重要，在4G移动通信技术发展过程中就存在频率资源紧缺问题，从而限制了移动通信技术的进一步发展。所以5G无线通信技术在未来的发展中必然会对频率资源进行深入挖掘，如：可见光、毫米波以及高频段等。除此之外，5G无线通信技术必然会在网络技术以及无线传输技术方面有突破性的发展。就网络技术方面来说，网络结构以及网络架构会更加智能、更加灵活；就无线传输技术来说，主要是加强对频谱资源的使用。
5G无线通信技术的兴起和发展，在移动通信技术领域掀起新一轮的竞争热潮，在科学技术不断向前发展的今天，不论是对国家还是对社会企业来说在信息邻域之中应用5G无线通信技术，并且促进5G无线通信技术的进一步发展十分重要。由此可5G无线通信技术未来的发展空间非常大。
结束语
综上所述，现代科学技术的发展速度非常快，移动通信技术的进步与发展也是十分惊人的。4G无线通信技术逐渐成熟，5G无线通信技术的研究也显示出了新的成果。5G无线通信技术与以往的通信技术相比优势十分明显，具体体现为：传输速度快、功耗低、时延低等。虽然说现阶段5G无线通信技术还没有在移动通信业务中广泛应用，但是5G无线通信技术应该成为未来通信技术发展的趋势。本文介绍了5G无线通的关键技术，对5G无线通信技术的发展趋势进行分析，希望通过以上分析能够通过5G无线通信技术未来发展的研究，促进未来通信技术的发展。
参考文献：
[1]唐淞.5G移动通信技术应用及其发展前景探索中国新通信2016.23
[2]赵丽.浅析5G移动通信技术及未来发展趋势数字技术与应用2017.15
[3]李明.5G移动通信技术及发展趋势的分析与探讨广东通信技术2016.10
论文作者:程春颖
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/28
标签：通信技术论文; 技术论文; 频段论文; 频谱论文; 移动通信论文; 正交论文; 网络论文; 《基层建设》2019年第16期论文;