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5G移动通信发展趋势与若干关键技术

摘要:最近几年，移动通信技术发展迅速，现在已经发展到4G移动通

信技术，5G移动通信技术也逐步完成，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;发展趋势;关键技术

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。

1.5G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.

2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。

3.5G移动通信若干关键技术

3.1无线传输技术

无线传输(Wirelesstransmission)是指利用无线技术进行数据传输

的一种方式。无线传输和有线传输是对应的。随着无线技术的日益发

展，无线传输技术应用越来越被各行各业所接受。无线图像传输作为

一个特殊使用方式也逐渐被广大用户看好。其安装方便、灵活性强、

性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线传输方式，建立被

监控点和监控中心之间的连接。无线监控技术已经在现代化交通、运

输、水利、航运、铁路、治安、消防、边防检查站、森林防火、公园、

景区、厂区、小区、等领域得到了广泛的应用。

3.2无线网络技术

3.2.1超密集异构网络技术

由于5G系统既包括新的无线传输技术，也包括现有的各种无线接入

技术的后