5G移动通信的关键技术详解

《现代信息科学技术前沿讲座》

论

文

成绩：

题目：5G移动通信的关键技术

学号：***********

姓名：***

班级：2014级通信工程二班

学院：物理与电子电气工程

5G移动通信的关键技术

（马永亮 12014242126 2014级2班）

【摘要】移动通信（Mobile Communications）沟通移动用户与固定点用户之间或移动用户之间的通信方式。移动通信经过发展，由1G、2G、3G（高铁技术）、4G，直到现在的5G，为充分把握5G技术命脉，确保与时俱进，国家和相关企业机构积极投入到5G关键技术的跟踪梳理与研究工作当中，提出了关键的6大技术。

【关键词】移动通信 5G移动通信传输速度关键技术

一、移动通信与发展

1、移动通信

移动通信（mobile communications）沟通移动用户与固定点用户之间或移动用户之间的通信方式。

例如：同定点与移动体(车辆、船舶、飞机)之间、移动体之间、活动的人与人之间以及人与移动体之间的通信都属于移动通信的范畴。按照移动体所处的区域不同，移动通信可以分为陆地移动通信、海上移动通信和空中移动通信。而目前使用的移动通信系统有航空航天移动通信系统、航海移动通信系统、陆地移动通信系统和国际卫星移动通信系统INMARSAT。其中陆地移动通信系统又包括无线寻呼系统、无绳电话系统、集群移动通信系统和蜂窝移动通信系统。【1】

2、移动通信的发展历程

第一代

第一代移动通信系统(1G)是在20世纪80年代初提出的，它完成于20世纪90年代初，如NMT和AMPS，NMT于1981年投入运营。第一代移动通信系统是基于模拟传输的，其特点是业务量小、质量差、安全性差、没有加密和速度低。1G 主要基于蜂窝结构组网，直接使用模拟语音调制技术，传输速率约2．4kbit/s。不同国家采用不同的工作系统。

第二代

第二代移动通信系统(2G)起源于90年代初期。欧洲电信标准协会在1996年提出了GSM Phase 2+，目的在于扩展和改进GSM Phase 1及Phase 2中原定的业务和性能。它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑)，S0(支持最佳路由)、立即计费，GSM 900/1800双频段工作等内容，也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术，使得话音质量得到了质的改进；半速率编解码器可使GSM系统的容量提近一倍。

第三代

第三代移动通信系统(3G)，也称IMT 2000，其最基本的特征是智能信号处理技术，智能信号处理单元将成为基本功能模块，支持话音和多媒体数据通信，它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbps，在用户高速移动是最大支持144Kbps，说占频带宽度5MHz左右。

在国际移动通信领域，国际电联对3G网络有其最低的要求和标准，即：在

高速移动的地面物体上，3G网络所能提供的数据业务为64~144kb/s，要能够适应500km/h的移动环境。针对该标准，我国现行的3种3G网络中，WCDMA和CDMA2000主要采用“软切换”技术，能够实现移动终端在时速500km时的正常通信，即能够实现在与另一个新基站通信时，首先不中断跟原基站的联系，而是在跟新的基站连接好后，再中断跟原基站的连接，这也是3G网络优于2G网络的一个突出特点；WCDMA技术已经解决了高速运动物体的无缝覆盖问题；此外，TD-SCDMA也对高铁通信的覆盖方案进行了研究。因此，3G移动通信网络在技术层面上已经具有为高铁提供通信保障的基本条件，为我国高铁发展过程中移动通信问题的完满解决奠定了坚实基础。

第四代

4G是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。 4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。【2】

二、我国5G移动通信的提出

5G是新一代宽带移动通信发展的主要方向，随着4G/LTE进入规模商用，以及移动互联网和物联网的快速发展，全球产业界已将研发重点转向5G。

从国际发展态势来看，2015年，5G技术全球发展亦进入到技术研发和标准化准备的关键时期，ITU（国际电联）已完成第五代移动通信定名、愿景及时间表等关键内容，并于2015启动5G标准前研究。

2015年2月11日下午消息，IMT-2020(5G)推进组（以下简称“推进组”）在北京召开5G概念白皮书发布会。推进组组长、中国信息通信研究院院长曹淑敏介绍了推进组在5G需求、技术、频谱及国际合作等方面取得的重要阶段性研究成果。中国信息通信研究院罗振东博士代表推进组，发布了推进组5G概念白皮书。白皮书从移动互联网和物联网主要应用场景、业务需求及挑战出发，归纳出连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠四个5G主要技术场景。同时，结合5G关键能力与核心技术，提出了由“标志性能力指标+一组核心关键技术”共同定义的5G概念。

IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由工信部、发改委和科技部联合推动成立，目前已有56家成员单位，涵盖国内移动通信领域产学研用主要力量，是推动国内5G技术研究及国际交流合作的主要平台。

三、5G移动通信的优点

第一，全新应用。5G网络的普及将使得包括虚拟现实和增强现实这些技术成为主流。

其中，增强现实可以将包括出行方向、产品价格或者对方名字等信息投射在用户视野中，比如可以投射在汽车的前挡风玻璃上，这对我们的出行居住带来了极大的方便。虚拟现实则可以在用户视野内创造出一个完全虚拟的场景，而无论