張穎彬

摘要：5G移動通信在為用戶提供穩(wěn)定、便捷思維通信服務的同時，對于現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)建設產(chǎn)生了深遠影響。為了更好地推動5G移動通信在經(jīng)濟生產(chǎn)與社會生活環(huán)節(jié)的有效應用，強化5G移動通信技術的實用性。

關鍵詞：5G移動通信；關鍵技術；發(fā)展趨勢

引言：

5G移動通信以多址技術為核心，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的高效互聯(lián)，大幅提升入網(wǎng)設備的數(shù)量以及類別，對物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展注入新的活力，例如人工智能技術的實現(xiàn)，需要5G移動通信作為通信渠道來實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)在短時間內(nèi)的交互，增強控制能力。目前以華為為代表的中國企業(yè)，投入大量資源對5G移動通信技術進行深耕，推出了Polar Code 5G移動通信方案。中興通訊則在5G網(wǎng)絡基站以及傳輸頻段方面取得了突破性的建站，其多載波CA技術，增強了5G移動通信的容量需求，擴大了5G移動通信網(wǎng)絡的覆蓋范圍，滿足了用戶的通訊需求。從2017年開始，部分國家進行5G移動通信網(wǎng)絡的商用試驗，為后續(xù)的推廣應用積累了經(jīng)驗。

1 5G移動通信的關鍵技術發(fā)展

隨著科學技術的不斷革新，移動通信領域中5G移動通信技術得到了發(fā)展，其會在未來幾年內(nèi)實現(xiàn)實質(zhì)性的創(chuàng)新。現(xiàn)在世界各國都在對5G移動通信技術進行深入研究，5G移動通信技術借助的是無線網(wǎng)絡方式，移動互聯(lián)網(wǎng)是其發(fā)展的動力，通過對后臺服務和云計算的運用，其可以提供現(xiàn)有固定互聯(lián)網(wǎng)絡的各種服務業(yè)務，所以移動通信技術的系統(tǒng)容量和傳輸質(zhì)量會發(fā)生很大的變化。5G技術將用戶體驗放在第一位，大大提高了網(wǎng)絡平均吞吐率和傳輸速度，而且不再受到點到點的物理層傳輸和信道編譯碼等技術的限制，更加關注對體系的構(gòu)架，業(yè)務支撐能力更強。目前5G移動通信系統(tǒng)中高頻段頻譜資源得到了廣泛運用，無線、有線、光載無線組網(wǎng)等技術可以彌補高頻段無線電波有限的穿透能力。隨著業(yè)務流量的不斷發(fā)展，5G無線網(wǎng)絡會加強“軟”配置，不斷調(diào)整網(wǎng)絡資源，有效防止能源浪費。一旦5G網(wǎng)絡技術得到了應用，車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、無人機網(wǎng)絡等目前停留在構(gòu)想階段的概念會進一步變?yōu)楝F(xiàn)實，并在工業(yè)、醫(yī)療、安全等領域得到了充分利用，提高各個領域的生產(chǎn)效率，創(chuàng)新新的生產(chǎn)方式。

2 5G移動通信的關鍵技術規(guī)范

2.1大規(guī)模MIMO技術

大規(guī)模MIMO技術有很大的優(yōu)勢，其對于提高基站站點的頻譜效率和功率效率有重要作用，天線數(shù)目的增多使得小尺度信道的穩(wěn)定性增強。相同資源上終端間的信道有正交特性，這是因為在基站和終端之間準正交有信道特性。而大規(guī)模MIMO技術不符合綠色理念，大大增加了污染治理成本，其天線結(jié)構(gòu)設計困難，需要全新的3D信道模型，所以必須結(jié)合天線的相關性和耦合度進行。通過與小基站的結(jié)合，大規(guī)模MIMO技術在毫米波頻段的天線尺寸恒定時，其頻率干擾會加劇，所以必須做好功率增益和干擾的協(xié)調(diào)工作。

2.2高級多址技術

5G移動通信運用的非正交多址（NOMA）方式，可以提高頻譜效率，將一個資源分配給多個用戶使用。發(fā)送端運用非正交發(fā)送，主動引入干擾信息。而且其提升了接收機的復雜度，頻譜效率更高，非正交傳輸通過設計復雜的接收機換取更高的頻譜效率，使得非正交運用成為可能。

2.3高頻段

目前移動通信系統(tǒng)3GHZ以下的頻段資源還比較緊張，所以其未來的發(fā)展趨勢就是運用高頻段，在3GHZ以上會擁有更加豐富的頻譜資源，所以必須要將這一區(qū)間的頻譜資源充分利用起來，有效解決頻譜資源緊張的問題。因為3GHZ以下的頻段資源飽和，所以可以運用微米波頻段中存留的閑置頻譜資源。毫米波主要運用在短距離傳輸中，其缺點非常明顯，所以被認為無法用于移動通信，比如其路徑損耗強、受周圍障礙物影響大、設備成本高等問題，目前運用得比較少。近年來，5G通信技術和半導體技術的出現(xiàn)，大大降低了其使用成本，并逐漸得到了運用。結(jié)合5G毫米波的使用，保證有源天線的尺寸不變，在其頻率增加時，其有效半徑與λ2/4π成正比，此時覆蓋半徑減小，收發(fā)天線之間自由空間的路徑損耗與載波頻率的平方（fc2）也成正比。在fc從3到3DGHz的轉(zhuǎn)變中，其覆蓋半徑損耗會增加20 dB，此時如果增加頻率，在鏈路一端天線的覆蓋半徑會保持不變，其路徑損耗也不會發(fā)生變化。反之，如果兩端天線半徑不變，此時路徑的損耗幅度就是fc2，在功率增加時，5G通信技術的信號寬帶更加廣泛，有利于消除路徑損耗，使得5G網(wǎng)絡中可以運用微米波。

2.4 D2D

無線多媒體業(yè)務越來越多，以基站為中心的傳統(tǒng)蜂窩通信系統(tǒng)進行小區(qū)覆蓋時無法移動基站和中繼站，使得其網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)靈活度受到限制，所以這一業(yè)務提供方式已經(jīng)開始淘汰。5G移動通信技術中的D2D技術進行通信終端的直接通信不需要運用基站，其可以拓展網(wǎng)絡連接和接入方式。而且D2D的數(shù)據(jù)速率高、時延和功耗較低，實現(xiàn)了頻譜資源的高效利用，因為其可以進行短距離的直接通信，具有較高的信道質(zhì)量，所以鏈路靈活性和網(wǎng)絡可靠性更高。

3 5G移動通信關鍵技術發(fā)展的投資建議

因為5G移動通信技術的特點，其未來市場規(guī)模發(fā)展將會超過千億美元，所以布局時要依據(jù)主設備、光模塊、天線、小基站等進行。因此，要做好無線和網(wǎng)絡設備，5G移動通信技術的發(fā)展會推動其快速發(fā)展，大大提升我國企業(yè)在標準上的主導地位，在全球5G生態(tài)中提升我國整個國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的參與度。而且5G移動通信技術的發(fā)展會大大增加基站數(shù)量，使得基站間連接光模塊的數(shù)量和速率發(fā)生躍變，5G基站的建設也會推動光模塊發(fā)展。同時MIMO多天線技術、超高頻和毫米波頻段也要做好準備，為5G移動通信提供射頻天線、射頻連接器件及電纜等配套設備。因為5G通信建設運用的組網(wǎng)覆蓋模式是“宏站+小站”，所以也要發(fā)揮小基站的作用，使之成為室分和網(wǎng)優(yōu)的主流技術。

結(jié)束語：

總而言之，目前5G移動通信技術還在發(fā)展研究階段，必須要結(jié)合其發(fā)展趨勢進行探索，進行5G移動通信系統(tǒng)關鍵技術規(guī)范的深入研究，發(fā)揮其在我國通信行業(yè)中的推動作用，實現(xiàn)我國通信行業(yè)整體的進步發(fā)展。

參考文獻

[1]劉博.5G移動通信發(fā)展趨勢與關鍵技術[J].中國新通信，2018（2）：89-91.

[2]卓業(yè)映，陳建民，王銳.5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關鍵技術[J].中國新通信，2015，17（8）：13-14.

（作者單位：沈陽電信工程局（有限公司））