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摘要：随着社会的不断发展，人们的生活质量逐步得到提升，因而原有的2G、3G、4G已经无法满足人们需求，为此，为了迎合当代社会发展趋势，要求我国移动通信领域在可持续发展过程中为了稳固自身在国际市场竞争中的地位，应注重逐步推广5G移动通信的开发，最终由此提高传输时效性，并就此形成良好的网络通信空间。本论文主要从不同方面阐述5G移动通信发展趋势与若干关键技术，希望为研究移动通信技术学者提供理论参考依据。
关键词：5G移动通信；关键技术；发展趋势；
引言
第五代移动通信系统（简称5G）是面向2020年移动通信发展的新一代移动通信系统，具有超高的频谱利用率和超低的功耗，在传输速率、资源利用、无线覆盖性能和用户体验等方面将比4G有显著提升。
一、5G移动通信技术的特点以及优点
1、频谱利用率高
目前高频段的频谱资源利用程度受到很大的约束，在现在的科学技术条件之下利用效率会受到高频无线电波穿透力的影响，一般不会阻碍光载无线组网以及有限与无限宽带技术结合的广泛使用。在5G移动通信技术中，将会普遍利用高频段的频谱资源。
2、通信系统性能有很大的提高
5G移动通信技术将会很大程度上提升通信性能，把广泛多点、多天线、多用户、多小区的共同合作以及组网作为主要研究对象，在性能方面做出很大的突破，并且更新了传统形式下的通信系统理念。
3、先进的设计理念
移动通信业务中的核心业务为室内通信，所以想要在移动通信技术上有更好的提升，须将室内通信业务进行优化。因此，5G移动通信系统致力于提升室内无线网络的覆盖性能以及提高室内业务的支撑能力，在传统设计理念上突破形成一个先进的设计理念。
4、能量消耗低
5G通信技术要想应用在智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的场景，就必须把功耗降下来之后。而且5G技术要想应用在物联网技术产品中，也只能把功耗降下来，让大部分物联网产品一周充一次电，甚或一个月充一次电，才能大大改善用户体验感，从而促进物联网产品的快速普及。
二、我国5G移动通信推进及研发进程
5G移动通信发展是全球移动通信领域新一轮技术竞争的开始.及早布局、构造开放式研发环境，力争在未来5G技术与商业竞争中的获得领先优势，已成为我国信息技术与产业未来发展最为重要的任务之一2013年初，在政府部门的大力支持下，成立了面向5G移动通信研究与发展的IMT-2020推进组，明确5G发展远景、业务、频谱与技术需求，研究5G主要技术发展方向及使能技术，形成5G移动通信技术框架，协同产学研用各方力量，积极融入国际5G发展进程，为2015年之后全面参与5G移动通信技术标准制定打下坚实的技术基础.“新一代宽带无线移动通信网”重大专项在推动LTE产业化的同时，开展了LTE的后续演进与无线新技术的研究，力争在5G国际标准化的候选技术上产生更多的自主知识产权，为我国布局5G关键技术的研究做了起步的工作.国家973计划也部署了移动网络体系创新的研究课题。
三、5G移动通信的关键技术分析
（一）MIMO技术的研究与应用
相比于现有的4G技术，5G移动通信技术在传输速率、传输时延、资源利用率等方面的指标都会取得明显提升。并且能够为移动网络运行的安全性和稳定性提供保障。其中，多天线（MIMO）技术的应用是网络系统运行稳定性的重要保障，而且能够显著提升5G移动通信技术的数据传输速率。MIMO技术目前已经在无线通信领域得到了较为广泛的领域，通过增加天线数量，提高系统稳定性和运行效率。但是在天线数量的增加过程中，其技术处理过程也较为复杂，而且会增加占地面积。比如在一个LTE系统中，一般只能采用4根天线进行信号收发，采用MIMO技术可以应用8根天线，并为系统运行的稳定性提供保障。MIMO技术为多天线系统配置提供了具体的技术解决方案。在大规模的MIMO系统中，基站甚至可以配置上百根天线，保证平均数量级在2个左右。如此多的天线数量，能够同时满足多个用户的通信需求。在其配置过程中，则将所有天线全部集中于基站统一设置，形成MIMO体系。在此情况下，能够提升5G通信系统分辨率，节约空间资源占用，保证基站的空间自由度，为基站的布置灵活性提供保证。
（二）自组网技术的研究与应用
在传统移动通信网络的部署过程中，运行维护工作主要依靠人工完成。在大范围应用5G移动通信技术时，需要的人力资源规模非常大。而且通信系统的运行维护成本占比非常高，一般能够达到70%左右，这也会限制5G技术的大范围应用。自组织网络技术的应用，可以解决5G网络部署方面的难题，帮助5G工程降低对人力资源的依赖，同时可以减少人为失误的影响，提高组网水平。在5G网络的组间过程中，基站布设具有较高的技术复杂性，在运行维护管理方面也存在较大难度。而且5G移动通信网络中包含许多异构网络，节点非常复杂。利用自组网技术，也可以解决5G网络建设过程中的技术性问题，提高系统自配效率，并对网络组织结构进行自动优化。比如低功率节点对邻区关系会产生一定影响，导致其自身结构更加复杂，可以利用自组网技术对超密集网络进行处理，随机部署切入点，提高系统自配效率，降低对邻区关系的影响。
（三）多载波技术的研究与应用
多载波技术是5G移动通信的关键实现技术之一，在降低系统复杂度、提高系统信号抗多径衰落等方面有突出的应用优势。多载波器技术使用包含多个滤波器的滤波器组，其特点是峰均较高，频谱应用率较低，而且载波智能在同频中进行应用。为了优化5G移动通信技术的信息传输效率，确保宽带频率保持在1GHz以上，需要处理低频段不能满足频率标准的问题。比如目前863计划是多载波技术在5G移动通信中具有代表性的应用项目。通过对多载波技术应用情况进行具体分析，借助多载波技术的优势，以发送端传输为依托，实现滤波器合成，从而对多载波进行统一的调节和控制。在此基础上，结合实际应用情况，设立设计滤波器冲击响应能力，使其达到5G应用标准。在设计滤波器的冲击响应能力时，需要改变滤波容易产生相交干涉的现象，在传输系统中不需要安装循环后缀，从而保证5G网络的高效运行。此外，在多载波技术的应用基础上，通过合理设置子载波重叠程度和宽带频率等，可有效提高5G网络资源利用率。
（四）新网络架构技术的研究与应用
在5G移动通信网络的组间过程中，也需要利用到许多新型网络结构技术。比如上述提到的超密集异构网络技术，需要形成多层次异构密集网络，支持含量接入的应用场景。保证5G通信网络能够给用户带来1000倍流量的应用场景体验。这需要减小网络节点小区覆盖半径，增加节点数量，降低发射功率。具体可采用有线回传技术等，简化程序，节约资源，充分发挥5G技术优势。还有软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）等，都是5G移动通信组网中的重要技术。通过采用软件定义网络方式，可以使网络架构更加开放、灵活，而且具有可编程性，为组网设计提供方便。在软件化和虚拟化的设计思想下，可实现数据与控制分离，优化网络结构，满足5G移动通信网络的组网需求。在此情况下，可以在控制器上进行网络控制，打破现有无线网络的封闭现象，提高网络互通性，为资源优化调配奠定基础。
（五）网络兼容与切换技术的研究与应用
在5G移动通信正式投入使用后，也需要将4G网络和Wifi网络等融入其中。需要采用服务质量（QOS）服务机制，对各种网络的信号质量进行判断，自动选择最佳的移动网络连接方式，并实现无线站点之间的无缝切换，从而最大化的满足用户实际使用需求，为用户带来较好的移动网络使用体验。在移动通信过程中，空中接口主要利用无线技术传递信息，关键指标包括吞吐率、无线传输实效性、系统智能化程度等。通过应用网络兼容与切换技术，可以提升这些方面的综合指标，从而优化用户的应用体验。
四、5G移动通信发展趋势
移动互联网的蓬勃发展是5G移动通信的主要驱动力.移动互联网将是未来各种新兴业务的基础性业务平台，现有固定互联网的各种业务将越来越多地通过无线方式提供给用户，云计算及后台服务的广泛应用将对5G移动通信系统提出更高的传输质量与系统容量要求.5G移动通信系统的主要发展目标将是与其他无线移动通信技术密切衔接，为移动互联网的快速发展提供无所不在的基础性业务能力.按照目前业界的初步估计，包括5G在内的未来无线移动网络业务能力的提升将在3个维度上同时进行：
（1）通过引入新的无线传输技术将资源利用率在4G的基础上提高10倍以上；
（2）通过引入新的体系结构（如超密集小区结构等）和更加深度的智能化能力将整个系统的吞吐率提高25倍左右；
（3）进一步挖掘新的频率资源（如高频段、毫米波与可见光等），使未来无线移动通信的频率资源扩展4倍左右.
当前信息技术发展正处于新的变革时期，5G技术发展呈现出新的如下特点.
（1）5G研究在推进技术变革的同时将更加注重用户体验，网络平均吞吐速率、传输时延以及对虚拟现实、3D、交互式游戏等新兴移动业务的支撑能力等将成为衡量5G系统性能的关键指标.
（2）与传统的移动通信系统理念不同，5G系统研究将不仅仅把点到点的物理层传输与信道编译码等经典技术作为核心目标，而是从更为广泛的多点、多用户、多天线、多小区协作组网作为突破的重点，力求在体系构架上寻求系统性能的大幅度提高.
（3）室内移动通信业务已占据应用的主导地位，5G室内无线覆盖性能及业务支撑能力将作为系统优先设计目标，从而改变传统移动通信系统“以大范围覆盖为主、兼顾室内”的设计理念.
（4）高频段频谱资源将更多地应用于5G移动通信系统，但由于受到高频段无线电波穿透能力的限制，无线与有线的融合、光载无线组网等技术将被更为普遍地应用.
（5）可“软”配置的5G无线网络将成为未来的重要研究方向，运营商可根据业务流量的动态变化实时调整网络资源，有效地降低网络运营的成本和能源的消耗.
结束语
随着5G移动通信技术的出现和发展，人们的生活发生了翻天覆地的变化，估计在2020年后5G移动通信技术会逐步得到推广，大大提高未来移动互联网业务的发展，满足其快速增长的需求。目前5G移动通信技术还在发展研究阶段，必须要结合其发展趋势进行探索，进行5G移动通信系统关键技术规范的深入研究，发挥其在我国通信行业中的推动作用，实现我国通信行业整体的进步发展。
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