5G移动通信技术发展与应用趋势

5G移动通信技术发展与应用趋势

发表时间：2018-08-09T10:37:37.850Z 来源：《防护工程》2018年第7期作者：刘松涛

[导读] 5G是第五代移动通信技术，是2G、3G、4G数据技术进步的结果，也是通信行业创新改革发展的重要内容

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摘要：5G是第五代移动通信技术，是2G、3G、4G数据技术进步的结果，也是通信行业创新改革发展的重要内容。它不仅频谱利用率高，系统功能强，而且具有双向信号传递，能耗低，成本低等优势和特点，其研发和应用越来越受到人们重视与关注。本文将对5G移动通信技术的现状进行探讨，并对其发展趋势进行展望，希望能为实际工作开展提供启示。

关键词：5G移动通信；关键技术；现状；发展趋势

1、5G移动通信技术

1.1概述

5G网络，又被成为“第五代移动网络”，它是在4G网络的基础之上发展起来的，而传输速度则是4G网络的百倍之上。也就是说，几秒钟之内用户就可以下载成功一部高分辨率的电影。5G技术的概念一经提出就受到全球各地的关注与重视，它以每秒1G左右的速度进行数据传输，会为广大用户提供更多的便利。据全球电信运营商估计，5G移动服务将会于2020年左右开始应用。5G移动网络的性能更加优化，它的频谱效率高，性能可靠，应用范围进一步拓展，包括且不限于地铁、高速公路、车联网等等，能够为不同的用户提供高清视频、虚拟显示等业务体验。

1.2 5G移动通信技术的优势

（1）使用的效率比较高，相比较之下，5G更加具有使用效率和利用能力。、

（2）传输的质量得到提高，安全性也相对提高。和4G技术相比较来说，现在发展的5G技术，在传输的质量和安全可靠，时效性方面，5G的好处显示的淋漓尽致，比4G技术的应用效能更强。

（3）增加用户的体验，目前的移动通信技术的网络不稳定，收费比较高，传输的速度也比较慢，而5G技术的发展能够很好的解决这些问题，网络具有稳定性，传输的速度也加快收费也减少了。这样可以给用户一个很好的体验，让用户使用起来更加满意。

（4）传输的效率快并且实现了智能化。5G技术的传输效率比较高，而且具有智能化的优势，为了能够使用户的需求得到满足，并加大移动通信技术的使用范围，增加其使用效能。

（5）其它方面的好处。5G技术的性能指标会非常高，为了能够使网络的覆盖率得到完善，并实现无线网络对于建设方面的要求，还有更高的灵活性。把运营商的管理需求当做是标准，对网络资源进行调整和分配，降低网络通信的成本和能源消耗，符合社会持续发展的需求。

2、5G移动通信技术的关键组成内容

具体应用中，2G、3G和4G技术的发展和应用，为5G技术的成熟和推广应用奠定基础。就目前实际情况来看，5G技术的关键组成内容包括以下几个方面。

2.1高频段传输技术

目前通信系统中的频段低于了3GHz，但是随着科学技术的发展和进步，我国使用通信系统的用户以及流量都有所增加，这就令目前的频段远远无法满足当前用户的使用需求，频谱资源非常缺乏。5G移动通信技术的发展目标就是可以应用高频段提高传输水平。主要的原因是高频段的传输技术具有很大的优点，而且这种优点对于移动通信技术本身来讲就具有很好的作用。它在传输当中可以将大量的天线以及通信设备都纳入到通信过程当中，这样可以起到有效解决频谱资源缺乏问题的作用。但是从目前所有的技术来看，高频谱传输技术仍然还存在缺陷，比如自身传播的距离相对较短，而且会受到天气的影响，降低其传输速度等等。因此在5G移动通信技术的发展当中要有系统地进行高频段传输技术的时候，要扩大研究的力度，同时将高频段的传输缺陷有效解决。

2.2多天线传输技术

目前5G移动通信技术的发展主要将力量集中在了频谱利用效率的提高上面，最好是将其达到比当前频谱利用效率高出数十倍的状态，从现在5G移动通信技术的发展状态来看，其目标也就是这一个了。要合理利用天线传输技术，这样可以从很大程度上减少用户受到的干扰，进而实现提升无线信号的覆盖性能。目前多天线技术是2D形式，但是从5G移动通信技术的发展状态，是朝着3D形式发展的，这同样可以提高频率的使用效率。5G移动通信技术在发展过程当中要尽量将有源技术引入其中，可以通过这种方式最大化增加天线的数量。根据研究结果可以知道，可以将天线的数量扩大到128根。同时5G移动通信技术的发展还会形成一种3DMIMO技术，这一技术在减少用户之间的干扰，以及提升无线信号的覆盖性能两个方面都具有很大的促进作用。

2.3异构超密集部署技术

异构超密集部署技术主要解决超密集异构网络中的部署问题，通过采用小区分裂的方法，来缩短节点距离半径，分裂后，要想实现容纳空间的扩大，必须增加节点数量，从而大大增加了部署的密度。通过分析，未来的节点部署密度必须要在目前节点部署密度的10倍以上，减小节点距离，节点数与激活用户的数量相当，才能够足以支撑超密集异构网络的数据传输。但同时也会伴随一些多覆盖层次干扰等性能问题的产生，所以应用于5G移动通信网络传输，怎样实现避免扰乱、怎样优化异构超密集部署技术中的组网方式、接入技术等问题还需要进一步探究。

3、5G移动通信技术的应用现状及发展展望

目前，5G需求及频谱、技术要点的研究正在稳步进行，关键是要完成IMT-2020标准，并将其有效投入日常使用当中。同时，在这些技术取得突破的基础之上，计划于2020年完成5G标准并将其投入使用。4G技术坚持的是“以服务为中心”理念，与以前的技术相比而言，5G注重服务升级和技术改造，坚持“以用户为中心”理念，更加注重为用户带来个性化体验。总之，5G不仅更具有实际效益，同时还具有更高的移动性能，数据传输速率可以达到10GB/S，有着广阔的应用前景和发展潜力。目前在研究和发展过程中，需要解决的关键问题包括如

何有效利用云计算，如何采取适当方法开展数据和程序维护，如何进一步提升系统综合性能，保障服务质量等。

随着技术的创新与发展，5G移动通信技术将会得到不断改进，并呈现出新的发展趋势。未来应该综合全面考虑移动信号覆盖范围，传输速率、系统资源、频谱利用率等内容，建立完善的5G移动通信网络应用机制，不断优化通信网络结构，完善系统功能，促进5G移动通信技术更为有效的发挥作用。需要解决的关键问题包括：提高用户体验速率，增加流量密度和能效。在未来的发展过程中，应该发挥超密集异构网络、毫米波通信、大规模MIMO技术的作用，进一步优化OFDM技术，从而不断改进和完善5G通信技术，提高其便捷性和安全性，使其更好满足广大用户需要。从具体应用来看，5G网络融合多种无线通信技术，不仅推动技术创新发展，同时还有利于妥善解决频率许可、频谱管理等问题，对提高通信质量，更好满足广大用户的通信需求也具有重要意义。中国在发展5G移动通信技术的过程中，需要推进全球统一标准并抢占先机，注重推进通信技术与物联网的共生，充分发挥二者的协同效应，进一步提高5G网络的灵活性，更为有效处理物联网产生的多样化数据，从而更好满足终端用户随时随地的需求。

结语：综上所述，5G移动通信可靠性较高、低延时、低能耗、覆盖广等，适应物联网等系统的发展要求，也与未来互联网业务的发展需求高度一致，也能够满足未来人们对于各个领域的发展要求。随着经济的发展和社会的进步，5G移动通信技术的应用条件也进一步成熟，能够满足人们对于网络的更高程度的发展需求。然而，相关部门仍需要从实际出发，掌握5G移动通信的关键技术，力求尽早实现5G移动通信技术应用突破，从而为其他行业的长远健康发展奠定良好的基础。

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