5G移动通信发展趋势与若干关键技术的思考

段巍 国家知识产权局专利局通信发明审查部移动通信处

引言：5G移动通信实际上也就是第五代移动电话通信标准，相比于前四代移动通信技术，5G移动通信对之前的通信技术进行了整合，具有着峰值速率高、覆盖范围、安全性高等优势，因此，对于5G移动通信的应用已经成为了未来移动通信的必然趋势。

1 未来5G移动通信的发展趋势

随着无线移动通信系统带宽和能力的提升，面向个人和行业的移动互联网和物联网应用快速发展，无线移动通信技术与计算机及信息技术将会实现更深层次的融合，而物联网、云计算、软件技术等领域也将更快的发展起来，从而为我国5G移动宽带产业的发展提供支撑，而在这一整体趋势下，5G移动通信的商用也会具有更为良好的基础条件。而从具体上来看，5G移动通信技术的发展同时也意味着更好的移动通信效果，因此一旦5G移动通信得到广泛应用，人类在万物互联的方向上将迈出重要的一步，也就是说，移动通信技术会在工作学习、休闲娱乐、社交互动、工业生产等多个领域中实现深入融合。在这一背景下，未来社会的消费形态会更加丰富，用户的体验需求会更高，很多新的产业、业态也会随之诞生。同时，在5G移动通信的支持下，信息化和工业化会产生更加密切的联系，并因此发生深层次的产业变革，这样一来，5G移动通信技术将会应用于研发、生产、销售等各个产业中，并使研发、设计、营销、等环节产业呈现出数字化、智能化、协同化的发展趋势，而工业生产管理也会更加智能化并实现产品全生命周期的信息共享。

2 5G移动通信的关键技术分析

作为前四代移动通信技术的集合，5G移动通信技术的技术应用是非常复杂多样的。首先在信号覆盖方面，5G移动通信采用了密集网络技术，如图1。这种密集的网络部署不仅大大提高了系统容量，同时还能够实现对业务的分流，从而使网络部署变得更加灵活，这对于信号全覆盖以及1000倍流量的实现是非常关键的。而在传输技术方面，由于前几代移动通信技术的传输效率一直在30Hz以下，因此传输空间十分拥挤，传输速度也比较慢，为解决这一问题，5G移动通信采取了高频段传输，对高频段的丰富频谱资源进行了充分利用，从而使频谱资源紧张的问题得到了很好的缓解，而传输速度也因此而大大提高。另外，高频段传输不仅使得短距离通信变得高速化，同时还使得系统具有了充足可用带宽、小型化的天线与设备以及较高的天线增益，这些对于通信传输也是非常有利的。其三，5G移动通信还实现了同时同频全双工技术。这种技术使得通信收发双方能够在相同的频谱上同时进行发射和接收信号，相比与传统双工方式，不仅空口频谱效率大大提高，同时也突破了传统双工方式在频谱资源使用上的限制，使得频谱资源的使用变得更加灵活。其四，5G移动通信还采用了一种基于集中化处理、协作式无线电与实时云计算构架的绿色无线接入网构架。这种新型网络架构相比于线型的网络扁平化架构具有着减小干扰、降低功耗、提升频谱效率等多种的优势，同时其智能化的集中处理也为维护运营工作提供了很大的便利，这对于维护运营成本的控制是非常有利的。然而需要注意的是，5G移动通信虽然采用了多种关键技术，并实现了移动通信在信号覆盖、传输效率等多方面的提升，但目前由于目前很多关键技术仍不够成熟，因此也存在着一定的弊端，如双全工技术需要极高的干扰消除能力、高频段传输容易受气候环境影响等，而这也是未来5G移动通信需要解决的主要问题。

图1 5G超密集网络架构

3 结束语

总而言之，5G移动通信的发展虽然在目前仍属于初级阶段，但其在时效性、安全性、稳定性等方面的优势却使得其在未来的广泛应用已经成为了必然，因此，我们必须要立足于长期发展，对5G移动通信技术进行深入研究与探索，从而在未来的移动通信竞争中占据先机。