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摘要：面向2020年以及未来，移动通信技术将迈入第5代通信，随着4G进入规模商用阶段，5G的研发正在如火如荼的进行。本文重点介绍了6项关键技术，包括网络技术、无线传输技术、新型网络架构、移动云计算、高兼容性和情景感知技术，并对未来的发展进行了展望。
关键词：5G网络技术；无线传输技术；网络架构；云计算
引言
现在科技发展的速度越来越快，移动通信技术已从2G、3G、到方兴未艾的4G，甚至未来的5G，伴随着新型技术研究全球大幕的开启，即将到来的5G 通信时代将使我们的生活发生更加深刻地变化，尽管还受到多种因素的限制，如技术标准、监管、牌照以及组织机构等，相信随着技术，市场不断成熟，“5G”时代的到来不会太遥远。
一、5G通信的基本概述
根据移动通信的发展及需求，5G预计在2020年后成为主要的移动通信系统。相比现在的4G移动通信，5G在频谱利用率、传输速率以及资源利用率等各方面有明显的优势，并且在通信安全、传输时效、用户体验、网络覆盖性能等方面会有明显的进步。
二、5G通信的关键技术
2.1网络技术
（1）自组织网络。自组织网络（SON）技术是一种智能的自动化网络运维技术，主要功能是自部署、自配置、自优化、自治愈。SON技术可以解决许多难题，如网络运维效率低、网络成本变大等，并可以对网络覆盖面积，通信质量和容量进行优化。未来SON技术将仍然是业界关注的重点。
（2）超密集异构网络。未来5G网络的发展方向将是智能化、多元化，综合化。传统无线通信系统中，常用分裂小区的方法减小小区半径，但在小区半径逐渐减小的情况下，只能增加低功率节点数量来提升系统容量，使部署的站点密度越来越大。所以未来的5G网络将部署超过现有站点10倍以上的各种无线节点，超密集异构网络在5G中有很大的发展前景。
（3）SDN/NFV。软件定义网络技术（SDN）其核心思想是利用Open Flow技术将网络设备控制面与数据面分离，实现网络业务的可编程性。SDN可以有效定义未来网络，进一步简化网络。NFV则重新定义了网元设备结构，在与专业硬件的耦合关系中，将网络服务从中分离出来。两者可以融合，两者的互补性体现在SDN能增强NFV的兼容、易操作等性能，而NFV通过虚拟化及IT编排等技术能提高SDN的灵活性。
2.2无线传输技术
（1）全双工技术分析。5G 移动通信中的全双工技术主要指同时同频的双向通信技术。由于全双工技术理论上可提高一倍的频谱利用率，并且拓宽了网络的覆盖范围，频谱使用更加灵活，同时器件技术、信号处理技术的日渐成熟，使得全双工技术逐渐成为研究热点。
（2）新型多天线传输技术。眼下在LTE以及LTE-Advanced中，已经就大规模MIMO天线提出了很多增强性的改进，但LTE-Advanced在实践中其对于性能的提升还是杯水车薪的。在未来的5G中，将引入有源天线技术，将更容易实现小区基站上大规模MIMO的部署，相关技术可以显著提高系统容量，满足日益增长的数据业务需求。
2.3网络架构
未来的5G网络必将是多种网络并存、融合多种通信方式的局面。随着数据量和业务量的增大，为了减轻基站压力，提高速度，D2D网络概念被提出，D2D技术无需基站转接而直接实现数据交换或服务提供，可以有效减轻蜂窝网络负担，提高设施的鲁棒性。此外，随着物联网技术的发展，未来网络还有机器间M2M通信，目前确认的方案有如接入控制、资源划分等类型方案。
2.4云计算
在移动云计算中，移动设备要处理的计算和数据从移动设备转到云端，既克服了本地资源不足的缺点，又降低了设备的消耗。此外，云端的数据和应用程序备份在分布式计算机上，数据和应用因此丢失的概率骤降。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆未来5G网络中，全球将会出现500亿连接的万物互联服务，多种异构网络将会并存，不同移动设备将使用多种无线接入技术访问云端。
2.5高兼容性
作为未来新一代的通信技术，根据5G技术的总体设计思路，5G技术是一个可以包括4G，3G，2G所有通信协议以及Wi-Fi、蓝牙等无线通信技术的平台。高兼容性的通信平台为运营设备商提供更好的资源整合解决方案，大量节约资本开支、维护成本。
2.6情景感知技术
情境感知技术源于所谓普适计算的研究，情境感知简单讲是采用传感器或无线通信等相关技术，使智能手机等设备具备感知情景的能力，并通过这些设备分析和确定可捕捉的情景信息，为用户提供可靠的、合适的服务。情境感知技术能够让用户及时获取5G 网络智能推送的信息。
三、5G网络通信技术的发展趋势
现阶段，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。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。
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、虚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。
结束语
未来5G技术的发展方向将在四个方面得到提升：（1）健全与完善的网络覆盖，实现多点、多面、多用户以及多无线。（2）无处不在的无线信号覆盖。（3）更加注重用户体验，传输速率、吞吐效率以及3D等能力，将成重要性能指标。（4）灵活配置5G移动无线通信网络以动态调整网络资源。
当今科学技术日新月异，根据以往移动通信的发展规律，5G通信技术在2020年后预计可以实现商用，当前5G技术的研究还处于起步阶段，相关关键技术和标准等还存在很多的不确定性，未来几年将是确定其技术需求，关键指标等的关键期，同时将引领移动通信领域新一轮的变革，5G也将迎来发展的黄金期。
参考文献：
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[3]张筵.浅析5G移动通信技术及未来发展趋势[J].新聚焦，2014（12）：1-3.
论文作者:杨博
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第25期
论文发表时间:2019/6/25
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