5G六大关键技术及未来发展趋势

随着时代的快速发展，科学技术也不断创新以及改进，其中通信技术发展尤为迅速,为移动通信技术的更新换代提供条件支持。目前为止,通信领域最先进的技术是5G移动通信技术，预计会在2020年广泛使用，5G成了现代通信领域的主要研究对象,越来越多的国家进行对5G的探索与研发并取得很大成效。

目前，广泛被使用的是4G移动通信技术,而5G更高于4G标准的移动通信技术,5G即第五代移动通信技术,意味着具有更高要求、宽带更大、速度更快，5G通信为移动互联网的快速发展奠定了基础,是对其他无线通信技术的衔接，可以满足未来各方面对于通信技术的要求,5G将拥有较智能化以及网络自感知、自调整的优点"。

5G移动通信技术的特点以及优点

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，-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。

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。

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。

降低能耗以及运营成本

能耗以及运营成本对于科学发展有着很大的影响,所以通信技术发展的方向也是朝着更加低能耗以及低运营成本的方向创新。因此，5G无线网络的“软”配置设计是未来移动通信技术的主要研究对象，网络资源根据流量的使用动态进行实时调整,这样就可以将能耗以及运营成本降低2。

主要的考量指标

5G移动通信技术会更加注重用户的使用体验,交互式游戏、3D技术、虛拟实现、传输延时、网络的平均吞吐速度以及各方面能效是检验5G性能的主要考量指标。

5G拥有六大关键技术

关键技术1：高频段传输

移动通信传统工作频段主要集中在 3GHz 以下，这使得频谱资源十分拥挤，而在高频段（如毫米波、厘米波频段）可用频谱资源丰富，能够有效缓解频谱资源紧张的现状，可以实现极高速短距离通信，支持 5G 容量和传输速率等方面的需求。

高频段在移动通信中的应用是未来的发展趋势，业界对此高度关注。足够量的可用带宽、小型化的天线和设备、较高的天线增益是高频段毫米波移动通信的主要优点，但也存在传输距离短、穿透和绕射能力差、容易受气候环境影响等缺点。

射频器件、系统设计等方面的问题也有待进一步研究和解决。

监测中心目前正在积极开展高频段需求研究以及潜在候选频段的遴选工作。高频段资源虽然目前较为丰富，但是仍需要进行科学规划，统筹兼顾，从而使宝贵的频谱资源得到最优配置。

关键技术2：新型多天线传输

多天线技术经历了从无源到有源，从二维（2D）到三维（3D），从高阶 MIMO 到大规模阵列的发展，将有望实现频谱效率提升数十倍甚至更高，是目前 5G 技术重要的研究方向之一。

由于引入了有源天线阵列，基站侧可支持的协作天线数量将达到128根。

此外，原来的 2D 天线阵列拓展成为 3D 天线阵列，形成新颖的 3D-MIMO 技术，支持多用户波束智能赋型，减少用户间干扰，结合高频段毫米波技术，将进一步改善无线信号覆盖性能。

目前研究人员正在针对大规模天线信道测量与建模、阵列设计与校准、导频信道、码本及反馈机制等问题进行研究，未来将支持更多的用户空分多址（SDMA），显著降低发射功率，实现绿色节能，提升覆盖能力。

关键技术3：同时同频全双工

最近几年，同时同频全双工技术吸引了业界的注意力。利用该技术，在相同的频谱上，通信的收发双方同时发射和接收信号，与传统的 TDD 和 FDD 双工方式相比，从理论上可使空口频谱效率提高1倍。

全双工技术能够突破 FDD 和 TDD 方式的频谱资源使用限制，使得频谱资源的使用更加灵活。然而，全双工技术需要具备极高的干扰消除能力，这对干扰消除技术提出了极大的挑战，同时还存在相邻小区同频干扰问题。

在多天线及组网场景下，全双工技术的应用难度更大。

关键技术4：D2D

传统的蜂窝通信系统的组网方式是以基站为中心实现小区覆盖，而基站及中继站无法移动，其网络结构在灵活度上有一定的限制。

随着无线多媒体业务不断增多，传统的以基站为中心的业务提供方式已无法满足海量用户在不同环境下的业务需求。

D2D 技术无需借助基站的帮助就能够实现通信终端之间的直接通信，拓展网络连接和接入方式。

由于短距离直接通信，信道质量高，D2D 能够实现较高的数据速率、较低的时延和较低的功耗；通过广泛分布的终端，能够改善覆盖，实现频谱资源的高效利用；支持更灵活的网络架构和连接方法，提升链路灵活性和网络可靠性。

目前，D2D 采用广播、组播和单播技术方案，未来将发展其增强技术，包括基于D2D的中继技术、多天线技术和联合编码技术等。

关键技术5：密集网络

在未来的 5G 通信中，无线通信网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向演进。随着各种智能终端的普及，数据流量将出现井喷式的增长。

未来数据业务将主要分布在室内和热点地区，这使得超密集网络成为实现未来5G的1000倍流量需求的主要手段之一。

超密集网络能够改善网络覆盖，大幅度提升系统容量，并且对业务进行分流，具有更灵活的网络部署和更高效的频率复用。

未来，面向高频段大带宽，将采用更加密集的网络方案，部署小小区/扇区将高达100个以上。

与此同时，愈发密集的网络部署也使得网络拓扑更加复杂，小区间干扰已经成为制约系统容量增长的主要因素，极大地降低了网络能效。干扰消除、小区快速发现、密集小区间协作、基于终端能力提升的移动性增强方案等，都是目前密集网络方面的研究热点。

关键技术6：新型网络架构

目前，LTE 接入网采用网络扁平化架构，减小了系统时延，降低了建网成本和维护成本。未来5G 可能采用 C-RAN 接入网架构。

C-RAN 是基于集中化处理、协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线接入网构架。

C-RAN 的基本思想是通过充分利用低成本高速光传输网络，直接在远端天线和集中化的中心节点间传送无线信号，以构建覆盖上百个基站服务区域，甚至上百平方公里的无线接入系统。

C-RAN 架构适于采用协同技术，能够减小干扰，降低功耗，提升频谱效率，同时便于实现动态使用的智能化组网，集中处理有利于降低成本，便于维护，减少运营支出。

目前的研究内容包括C-RAN的架构和功能，如集中控制、基带池RRU接口定义、基于 C-RAN的更紧密协作，如基站簇、虚拟小区等。

全面建设面向5G的技术测试评估平台能够为 5G 技术提供高效客观的评估机制，有利于加速5G研究和产业化进程。

5G 测试评估平台将在现有认证体系要求的基础上平滑演进，从而加速测试平台的标准化及产业化，有利于我国参与未来国际 5G 认证体系，为 5G 技术的发展搭建腾飞的桥梁。

5G移动通信发展技术未来的趋势

5G是目前为止移动通信技术最前沿的技术，是通信技术最高境界的表现。国家根据实际情况希望未来的5G通信技术可以朝着两个方向发展，一个是互联网方面，另一个是在物联网方面，致力于解决现存的机械存在的海量通信问题[5]。目前5G移动通信技术成为了世界通信领域都想要研究的对象，我国在2013年就已经成立了5G通信移动技术研究的小组,为更好地服务社会,适应互联网和信息技术的快速发展。

5G最开始的目标定位是能够使这项技术可以与其他无线移动通信技术之间进行无缝衔接,而且能够根据实际情况进行全方位的服务。现阶段,世界上越来越多的国家已经对5G移动通信技术进行了研究工作,每一个国家都在致力于5G能够对自己本国产生巨大效益,5G技术也开始通过实践研究变得更加完善，这项技术一定会更加清晰并且将会实现巨大的飞跃，并且将来会被广泛使用。5G移动通信不论是给用户更加好的体验还是开展其他方面的业务服务,都必须以移动互联网为载体，换句话说,5G通信技术具有更高的要求是因为它可以最大限度地对云计算和后台服务的需求尽可能地满足，并且不论是在传输质量方面还是在容量方面,.都能够达到所需要的要求。

一方面，随着互联网技术的发展，5G网络通信也在快速发展完善中，互联网技术也将成为未来网络通信技术发展的平台。现阶段，移动通信技术更新较快，从提出想法到技术实现再到最后的技术成熟和商业的应用，一般需要十来年的周期。并且每一次的周期从开始到结束都能获得技术上的巨大进步。对于我国来说，5G移动通信技术一直处在一种落后的状态。为了实现技术上的更好发展，在新一轮5G通信的竞争中,我国启动了专门面对5G移动通信技术的研究小组，以促进技术上的更好发展。

另一方面，移动互联网技术的发展也为5G移动通信系统的发展提供了更好的研究基础，使5G移动通信网络有更加高质量的传输和系统效率技术。未来，随着5G移动通信技术的发展，其技术将在三个主要方面得到明显的提升。首先，在无线传输方面，5G通信技术拓展了无线移动通信的宽度，导致通信频率有进一步的提高。其次，与G移动通信技术相比，无线通信频率的利用率更高，实现更好的通信功能。另外，与传统的2G、3G、4G移动通信技术相比，5G移动通信在用户体验方面更为人性化，尤其是在交互式游戏和3D支撑能力方面可以给用户更好地使用体验。最后，5G移动通信系统在其室内移动通信业务.上也有较大的提升。在新的5G通信技术影响下，无线信号的覆盖率更高，实现更好的室内移动信号通信。

在技术方面，5G通信技术可以实现三个方面的有效提升。首先，在无线传输效率方面，新技术可以实现资源的有效利用率，信号的传输效率更高，可以实现更快的信号传输。速度提升的同时，用户的体验性能得以提升。其次，通信系统更加智能人性化，通信系统的吞吐率更高。采用新的体系结构，使网络吞吐效率提升25倍左右。最后，通过开发可见光、高频段以及毫米波等频率资源，在提高频率资源利用率的同时其使用效率也得到提升，无线通信频率资源得到进一步的提升。

5G通信技术不论是在智能化方面还是在灵活度方面都比传统的网络技术使用的组网结构和架构都有很大的改进。比如针对异构超密集进行规划分布、利用转发和控制相分离的软件网络架构进行定义。站在无线传最后，5G可以实现更广的连续覆盖，支持更高的移动传输速率，可以实现更好的技术控制，实现无处不在的信号互联,在技术上实现传输时延、虛拟现实以及交互业务，方便用户的使用。并且5G技术可以为物联网提供更高的容量，提升智能手机的使用需求，支持信号传输使用数十倍的设备，可以实现在4G网络所不能完成的在线游戏使用。因此，5G通信网络具有高速率、大连接以及低功耗和低时延的特点，不仅仅可以实现更快的传输效率，并且可以实现更高效的使用，是现阶段万物互联创造的一个新革命。

目前移动通信网络发展迅速，5G网络通信将在不远的将来投入使用，以满足互联网业务和用户需求不断发展的现状。.为了给用户提供更好地业务体验，我们应该认清发展趋势，不断进行技术研发与改进，为未来的通信服务。从传输的角度来看,频谱资源的利用效率明显得到提升。除此之外，工作人员结合实际情况经过对多天线以及多址接入等技术进行合理的运用，并且对5G移动通信技术的潜能进行更进一步的挖掘。

因此，5G通信技术在未来可以实现更好的发展，5G网络将突破现阶段信号传播的点传播和信道传播的现状，其信道编码和变异方式将得到很好地拓展。并且，更加注重用户的体验，提升通信传输效率，并且提升吞吐效率进而3D传输效率，实现更好的网络使用性能。并且，5G通信技术大多使用低频段频谱资源，大幅度改善频谱资源的应用，结合无线与有线技术，解决高频无线电穿透力弱的特点，获得更多频道的资源，实现无处不在的无线信号覆盖，设计更加优化，解决现阶段信号传输方面的问题，尤其是在室内通信方面，更加提升其性能。最后，通过技术的改进，通信网络更加完善，更为健全，可以实现多点、多面甚至多用户端的使用效果，优化系统设计的目标。

结语

随着科学技术水平的不断提升，信息技术处于迅猛发展的趋势。在移动互联网以及物联网业务快速发展的条件下，加快了第五代移动通信技术(5G)商业化的进程，继而取代了4G时代，由于5G移动通信关键技术具有安全性高、能耗低和成本低等特点，所以能够满足全新时代下移动通信行业发展的.需求。5G通信已经成为现代技术已经成为未来网络通信的趋势，使网络资源的应用得到进一步提升。

5G通信技术很大程度上推动了国家的发展,因为这项高端技术,对于构建一个更加高效和安全的网络时代有着非常正面的意义,越来越多的国家重视这项技术，我国也在5G通信技术上进行了大力研究，并且取得了很好的效果。未来5G-定会被广泛应用，普及到每一一个角落,是时代的改变也是我们这些用户的福利。

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