5G网络发展趋势与关键技术

【摘要】 5G网络指的是2020年以后全新一代移动网络通信系统，从发展趋势上来看5G网络技术当前正处于探索的阶段，笔者对当前国内外5G网络的发展趋势进行了综合分析。本研究首先对5G网络需求进行了分析，然后对5G网络发展的关键技术进行了论述。

【关键词】 5G网络 关键技术 发展趋势 发展现状

当前最新的4G网络已经无法很好的适应未来人们对告诉局速率、移动性持续性增长需求，所以移动通信界最近几年已经开始进行5G通信网络系统的研究。

一、5G网络需求分析

当前在国内的4G网络已经得到了大规模的部署，行业内也已启动了面向2020年的5G网络系统的研发。从我国的移动网络的发展来看，未来五年数据流量的使用会迅速增加，那么到时候4G网络将没有办法承载住不断增加的流量需求，故进行5G网络的研发则是势在必行的。5G网络和4G网络相比较更注重于用户的体验，能够支持用户在高速运动、超高服务密度、偏远地区等环境下，比如在高速列车上、山区、体育馆等地方得到应用，另外还可以应用到在线网游、高清业务、社交应用、云业务等领域当中，而5G网络所具有的超高速率、超低时延、安全性高、可靠性高等都可以为用户在体验网络连接的时候获得更好的服务。按照ITU工作议程，并结合上2020年对于移动通信频率的需求，相应的国家和成员都会有相应的频率需求。我国的IMT频率需求为687MHz，这样的频率基本上可以满足目前我国对频率的而需求，但是考虑到宽带的战略发展目标，我国在2020年对频率的需求将会达到1590-1910MHz，那么其中就有1153-1553MHz的频率缺口，所以我国未来对5G网络的需求是非常的大的。

二、5G网络关键技术分析

当前业内已经开始进行5G新技术研究，而为了使得5G网络中的能量效率需求、流量密度等指标能够实现，就需要对传统的无线网络技术和无线传输技术进行革新。具体的关键技术有下面几种：

（1）Small Cell技术：过去的几十年间我国的网络通信技术的发展都是通过更宽的宽带、调制技术和语音编码技术来实现的，但是当前我们的小区半径在不断的缩小，这样就带来了频谱效率的增益。而要解决这一问题简单的引入低功率节点、扇区天线已经无法满足需求了，所以未来的5G网络将会采用Small Cell技术，而5G系统还会和2G、3G、4G、wifi等网络实现共存，这时候宏基站就需要和Small Cell分别的去承担热点覆盖和基础覆盖，那么站点在部署上来看密度将会超过原来的十倍，Small Cell站之间的间距会缩小到不足10米，这样就能够支持超密集网络和高密度的用户群体。Small Cell技术在进行频谱复用的时候能够使得单位面积内的频谱效率被大大的提升，同时还可以保证用户传输链路被大幅度的缩短，从而提高传输能量的效率。

（2）大规模MIMO技术：当前该种技术已经被大面积的应用到了网络通信系统中，大规模MIMO技术的优势是能够使得频谱效率被大大的提升，从而使得基站部署密度、频谱压力大大的减轻，大规模MIMO技术采用波束成形的方式，使得相应的干扰被大大的降低，同时还可以有效的降低功率，当大规模MIMO天线超过某数量值的时候，线性监测器的性能就可以达到最佳的效果，使得干扰和噪声被大大的降低。

（3）多载波技术：OFDM技术被广泛的应用到了无线通信系统当中，但是该技术也存在一定的不足，例如需要在其中插入循环前缀从而实现对多径衰落的有效对抗，使得无线资源得以更好的被利用，在载波频偏敏感度较高的地方，峰均比较高，同时，滤波器当中的各个载波所需要的宽带都是相同的，故各个子载波间必须要保持同步，也就是说各个子载波需要保持正交，这时候就会对频谱使用的灵活性造成一定的影响。多载波技术（FBMC）则不需要插入任何的循环前缀，同时也可以实现对载波的单独处理，能够满足特定频率特性需求、硬件的实现等，所以该技术对于5G技术来说非常重要。

（4）网络节能技术：这种技术是从优化无线通信能耗角度出发的，是想要实现的5G绿色网络的技术关键，当通信网络经过小站被引入到小站之后，就会将接入点和用户之间传距离大幅度的缩小，从而使得传输的功耗大大的降低，这时候通过超密集小站的部署及UND技术就能够降低能耗。那么在5G网络建设中要想实现节能，则可以从器件节能、链路节能、网络级节能三个角度出发。

三、总结

根据网络通信发展规律和趋势来看，5G技术将会在不久的将来首先实现商用，从所制定的5G发展目标来看，5G网络能够满足未来对通信和网络需求的增长，并可以使用户有更好的业务体验。当前5G网络技术研发尚处于发展的初级阶段，在研发中其关键的技术包括Small Cell技术、大规模MIMO技术、多载波技术、网络节能技术等，但随着进一步的研发也将会衍生出更多和更为关键的其他核心技术，未来5G网络将会和当前的5G网络技术的发展趋势相结合，不断的明确5G关键支持技术，从而尽快的实现5G网络通信，从而使得5G网络更好的为人们提供服务。

参 考 文 献

[1]肖潇， 陶晓明， 陆建华. 基于高能效无线接入网的绿色无线通信关键技术研究[J]. 电信科学， 2012， 27（11）： 75-83.

[2]尤肖虎， 潘志文， 高西奇， 等. 5G 移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 中国科学： 信息科学， 2014， 5： 001