浅析5G移动通信技术及发展趋势
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【摘 要】科技迅速发展的当代，给移动通信技术的发展提供了一定的条件，目前移动通信领域的技术，是在众多科技行业中较为突出的，5G技术就是其中的前沿通信技术，将在2020年后得到普及应用，是目前通信领域研究的重点。本文先介绍了5G的发展历程，然后对5G移动通信技术的特点进行了分析，同时也探索了发展5G技术面临的挑战、以及其发展趋势，供有关人士参考。
【关键词】5G移动通信；技术特点；发展趋势
随着网络技术的不断发展，在4G网络的部署方兴未艾之时，第5代移动通信技术（5G）已经拉开了大幕，是目前信息科技研究的热点5G是以4G为基础来进行延伸和拓展的一项通信技术，相比于4G，更能够满足智能终端的快速普及，以及人们多样化的信息需求。但目前尚未有任何一家标准制定组织或电信公司对5G规格进行公开，因此，人们对于5G也有着更高的期望，5G是未来的发展趋势，也是通信技术发展的必然过程，势必得到飞速的发展。
一、移动通信技术的发展历程
移动通信技术共经历了四个发展阶段：
第一代（1G）通信技术，1980年初首次提出，其主要方式是“模拟传输”，但是有着速度低、质量差、安全性差的缺点。
第二代（2G）通信技术，在1990年初进入市场，相比1G，其有着更密集、更智能的技术结构，但是仍然未能满足人们对移动通信业务的发展需求。
第三代（3G）通信技术，开始应用了智能信号等技术，能够有效地提供的移动宽带服务，但是频谱利用效率却比较低，造成很多频谱资源浪费，3G技术依然未能跟上当代技术的发展速度。
第四代（4G）通信技术，拥有着视频图像传输、下载速度快、灵活度高等优势，是前三代无可比拟的，更为智能化，可以基本满足人们对网络信息的需求。
但是，随着科技和社会的快速发展，人们对于通信的要求也越来越高，期待更为完善的5G通信技术。5G是新一代的通信系统，相比于4G，完善了对用户的体验，传输延时更小、安全性更高，覆盖性能更好，可以提供更加丰富的通信应用服务。
二、5G移动通信技术的特点
1.频谱利用率较高
5G移动通信技术中，高频段的频谱资源会被广泛应用，但按目前的条件来看，仍然会受到高频段无线电波的穿透能力的影響，导致其资源的利用效率降低。而通过光载无线组网、有线与无线宽带技术融合等技术的应用，能够给5G通信技术带来更加大的应用潜力。
2.提高通信系统性能
5G移动通信系统，并不是简单地将信息编译码、点点之间的物理层面传输等技术作为核心目标，而是通过多点多线、多用户、多小区的相互组网来进行的，这能够大大提高通信系统的性能。
3.先进的设计理念和低成本
5G移动通信系统的设计理念不同于传统，目标是定在室内无线网络的覆盖性能，及业务支撑能力上。另外，5G技术的设计是“软”配置，这也是未来该技术的重要研究，作为运营商，能够根据动态的业务流量而对网络资源进行实时的调整，大大降低通信网络的运营成本。
4.考量指标
5G通信技术，更加注重用户的体验，交互式游戏、虚拟实现、传输延时、网络吞吐速度、无线覆盖度、智能度等都会有显著的改善。
三、5G 技术面临的问题
3.1 技术与系统的融合
芯片更新换代，以及智能终端的发展速度非常大，这便需要移动通信的业务和技术要不断地进行拓展，才能两者相互融合。5G通信网络是一个集成多业务、多技术的融合网络，要达到多种接入、多种业务网络以及多层次覆盖的系统，实现有机融合，高效利用，按现有的条件来看，仍有待解决的问题。
3.2 频谱效率以及容量
5G网络的数据流量、用户规模都是非常大的、对数据的速率要求较高，因此必须要研发扩展频率，从而提高容量以及空间的效率，进一步提升系统覆盖层次和站点密度。比如超密集网络技术、多天线技术、MIMO空间传输技术等，都是5G通信技术需要研究的重点。同时，5g传输技术的启用和组网方式的创新，会在一定程度上增加研发的成本，这对于网络建设、运营维护也是一种挑战。
3.3 物联网和业务灵活性问题
物联网让所有能够被独立寻址的普通物理对象，实现互联互通的网络，5G通信技术也将与物联网相互渗透，从而提供更为智能化的服务。但目前对于物联网的应用还存在着障碍，包括系统容量问题、服务质量、安全隐患等。由于5G用户的应用更加广泛，在业务上，其范围会更大，灵活性要求也会更高。在信息速率上，5G不单止要能满足几十个小时或更长的时间突发一些小数据包的抄表业务，也要满足3D 全息实时会议宽带业务；既要满足对延迟不敏感的下载，也要满足延迟5 ms以下的即时控制；既要满足静止、低速的需求，也要满足高速、超高速的应用。所以，5G通信系统要统一通信协议，还面临着很多挑战[1]。
3.4 网络能耗及终端设备问题
5G通信系统的目标是提供千倍数据流量，并且运营成本和用户成本不能增加，那么5G网络的端到端比特能耗效率也要提高千倍，还要降低单位比特开销千倍，这对于网络的架构、空间的传输、网络管理和优化等都会带来挑战。另外，由于5G属于一个多技术的集成网络，5G的终端设备需要支持5-10个甚至更多的不同无线通信技术，要支持1Gb/s以上的空间速率[2]。因此，要实现低成本、多模终端的研发，对终端设备的芯片和工艺、器件、电池等技术都带来了挑战。
四、5G移动通信技术发展的趋势
目前，5G移动通信技术是全国移动通信领域的研究热点，在未来几年，5G技术将会进入标准化的研究与制定阶段。与此同时，5G移动通信系统的容量，通过频谱效率的提高、网络结构的变革、开发以及利用新的频谱资源等，会大有提高。移动互联网的高速发展是5G技术发展的主动力，是5G业务的基础平台，而现有的固定互联网络的各种服务业务会对5G系统提出更高的要求，特别体现在系统的容量和传输质量上。目前，世界各国初步估计，5G移动通信技术其在网络业务能力上的提升，会在三个维度上同步进行：一是引进先进的无线传输技术，从而网络资源的利用率会比之前至少提高10倍以上；二是新的体系结构的引入，会进一步提高智能化能力，能够有效推进整个无线网络系统的吞吐率，约25倍；三是挖掘先进的频率资源，比如可见光、毫米波、高频段等，从而使得5G的网络资源比4G时代扩展约四倍。为了有效提升5G移动通信技术的业务支撑能力，其在网络技术上会必然会有新的突破。在网络系统上，也将用更为智能化、灵活化的组网结构，比如转发相互分离的软件、异构超密集的部署等。在无线传输上，着重于提升频谱资源利用效率，以及挖掘频谱资源，比如多天线技术、多址接入技术等。
五、总结
科学技术正在飞速地发展，特别是网络通信技术，目前，5G移动通信技术以及在通信技术领域掀起了新一轮的竞争热潮，力求在5G通信领域的商业竞争中脱颖而出，预计在2020年后5G移动通信技术将实现商用，给用户带给一种前所未有的全新体验。5G移动通信技术，势必会进一步促进信息科技的发展和给社会的进步带来强大的推动力。
参考文献：
[1]刘琼芳.浅析5G移动通信技术及未来发展趋势[J].科技资讯，2016（07）.
[2]白国岩.关于移动通信与互联网的融合技术分析[J].电子世界，2016（8）：164.
（作者单位：1、中国移动通信集团广西有限公司桂林分公司；
2、中国移动通信集团广西有限公司）
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