关键词：5G；移动通信；趋势
一、引言
全世界都力争第五代移动通信技术的研究更加领先，而5G通信技术也不仅仅是在技术上的推进改良，更多的是让用户有更便捷更丰富的操作体验，这也是人们对5G的喜爱将会远大于4G的原因，也是5G的研发进展成为全球移动通信邻域争相角逐原因。
世界上最大的电信设备制造商深圳华为加拿大和英国未来5年持续投资6亿美元。这对于5G技术发展是一个巨大的机会，也是一个很大的挑战。5G通信技术最终会给网络带来的变化首先就是令网络容量与4G时代相比增加了1000倍以上，用户的数据传输速率与4G时代相比也有了10到100倍的提升，峰值传输速率最高可达10Gbps，且频谱效率也有5倍以上的提升。网络综合效能理论上可以提高1000倍之多。
二、5G核心网络的两大重点技术
（一）C-RAN技术
基于C-RAN技术的基站一般由三部分组成：射频远程单元RRUU、基带处理单元BBU和天线。在1G和2G时代：BBU RRU和电源都在一个柜子里，空间很拥挤。从3G时代开始，分布式基站技术得以应用。即在同个天线下，RRU与BBU也可以各自分离，而不必一定要处于同个机箱内。在5G的技术体系中，虽然仍然沿用了RRU与BBU分离的布局，但其馈线衰减得以更高的控制，因此也提高了网络的效能与安全性。
C-RAN有如下四个特点：Centralization（集中化）、Cloud（云化）、Cooperation（协作）、Clean（清洁）。这四个理念形成了C-RAN的优势：
第一在无线性能方面：BBU的集中化减少了BBU之间的延迟，保证了小区的边缘吞吐量。RRU与用户之间的距离大大缩短，令传输功率也能够进一步减少，这样用户的网络智能终端能耗就更低；同时，所有基站均共享同个基带池，并且处理资源得到最佳利用。第二在成本方面：机房数量、场地匹配、场地租赁等成本都大大降低，节省了施工和运营成本；无线侧管理趋于统一，降低了扩建和升级成本。
（二）D2D通信技术
D2D通信技术是基于蜂窝网络的原理，令用户终端之间不用通过网络即可实现直接的数据传输。思考到无线通信的未来趋势，D2D通信在5G网络内的关键应用方案分类包括了本地业务、应急通信和物联网加强等。其主要具备下面的优点。第一是提高频谱效率。在D2D通信环境中，用户数据能在终端间顺利传送，防止蜂窝通信中用户信息在互联网上的传送，进而形成链路增益。其次，能重用D2D用户和D2D与蜂窝的资源，进而形成资源重用增益，且利用链路增益与重用增益进行资源优化。无线频谱资源效率变高，进而提升综合吞吐量。
第二是提高用户体验。目前移动通信服务与科技得到良好的发展，表现出邻近特点的用户之间的密切信息共享、小范畴社会与商业项目和基于本地相关用户的服务开始变成目前与未来某个时期的关键增长点。目前与用户感知相关的D2D技术的使用，也许会提升用户在以上业务形式中的真实体验。
第三是扩展通信应用。原本的无线通信网络标准相对严苛的通信基础设备，核心网络设备或接入网络设备受损也许就会造成通信系统无法顺利使用。D2D通信引入促使蜂窝通信终端顺利创建Ad Hoc网络。在无线通信基础设备受损或位于盲区时，终端就能通D2D完成端到端通信，乃至连接蜂窝网络，持续延伸无线通信的使用范围。
在本地业务方面，本地业务一般被诠释成业务数据.其能从用户端传送到网络侧，比如核心网。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此部分业务的主要案例是社会应用程序，基于周边的社会应用程序能被当做D2D技术最主要的使用场景。比如，用户可以通过智能移动终端按照一定条件搜寻在某个区域范围内的其他用户，并利用D2D通信功能与其他用户互相传输数据，比如内容分享、互动沟通等。
在应急通信方面，比如在地震等相关灾害出现的时候，传统通信网络的主要设备受到破坏，有时候会导致网络无法使用，导致救援活动无法顺利进行。D2D通信技术能够很好地解决上述问题。在通信网络设施受损时，用户终端之间可以组件起基于多跳D2D的adhoc网络，因此用户终端之间仍然可以实现数据互发，从而实现通信，为救灾活动提供相应的条件。
在物联网加强方面，在物联网内，强化D2D通信的主要场景是车辆网络内的V2V（Vehicleto-Vehicle）通信。比如，在正常行驶时期，可以通过D2D通信的方式来警告车道变换和减速的操作。车辆周围的其他车辆根据所接收的警告警告驾驶员，即使在紧急情况下，以缩短驾驶员在车辆面临紧急情况时的响应时间。低交通事故的出现概率。另外，使用D2D发现技术，车辆能精准辨别周围相关车辆，比如利用交叉口的隐藏危险车辆、值得关注的特定特征的车辆（比如车辆CARRI），校车等。
此外，D2D技术还能满足一些大型场馆、商场的室内通信需求。比如用户在室内时，一般无法接收到卫星定位信号，所以原本的卫星定位方式不能顺利使用。而基于D2D的室内定位技术可以通过在建筑物内部部署多个公共定位服务终端来令用户能够实现室内定位以及室内导航。
三、5G无线传输技术
（一）大规模天线传输技术
大型天线的理论基础是，第一，当基站天线数目远远大于用户天线数时，基站信道中，每个用户都会趋于正交。第二，用户间的干扰会消失，和巨大的阵列增益可以有效提高每个用户的信噪比，让更多的用户可以发送在同一时间和频率资源。
具体来说，大规模MIMO技术依赖于基站侧的相位相干性和所有简化信号处理计算的天线。4G系统的MIMO可以使5g大容量MIMO信道的容量增加至少10倍，同时可以使辐射能量效率提高近100倍。提高能力得益于高效MIMO大型空分复用。由于使用了大量的天线单元，基于波的相干叠加，辐射能量在空间内的小区域中过度集中，促使辐射能量效率稳步提升。利用发射信号“形式”，基站端能保证波的全部前端被叠加且辐射到想要的终端，不会辐射到其他地方而没有目的（随机）。大规模MIMO提供了更多的定向和成形能力，从而提高了系统的容量。它还可以提高社区的覆盖范围和网络的抗干扰能力。
（二）全双工传输技术
由于有了超强的自干扰抵消科技，因此全双工通信成变成现实，在一定程度上提升无线频谱效率，避免时延。所以，假如可以高效使用此类抵消技术，就可以促进无线产业的长久稳定发展。第一，因为相同信道共同发送与接收，和FDD与TDD的半双工科技进行比较，其频谱效率会不断提升。
第二，和TDD技术进行比较，此技术可以大大减少延迟.在全双工技术中，在发送数据后立即接收反馈信息，从而减少了时间延迟.此外，当数据分组被发送时，下一个分组被发送，而不等待分组的完全到达，特别是当重传被重新传输时，延迟将被大大减少。
结语
根据欧盟的预测，电子银行、网络学习和电子保健等核心服务将继续变得更加流行。互联网社会的发展将带来移动通信和无线通信的快速增长。到2020年，数据流量将比2010年增加1000倍。另外，物联网和其他新的创新应用的出现将导致数以亿计的互连设备的出现，产生前所未有的多样性要求和与无线连接相关的应用。5G的演进基于第四代移动通信，在无线网络，终端，业务体现出诸多融合创新。同时，5G对用户的感知和获取能力、信息的参与和控制也产生了革命性的影响。
参考文献
[1] 孙昊. 5G通信测试技术发展分析[J]. 国外电子测量技术, 2019(7):47-50.
[2] 马刚. 5G通信技术推动物联网产业链发展的研究[J]. 数字通信世界, 2018(1):12-15.
论文作者:邢君鹏,
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第20期
论文发表时间:2020/4/28
标签：用户论文; 通信论文; 终端论文; 技术论文; 网络论文; 基站论文; 天线论文; 《科学与技术》2019年第20期论文;