通信技术及其发展趋势分析

1、目 录一、引言1二、研究背景及研究意义12.1研究背景12.2研究意义1三、5G移动通信的核心技术13.1非正交多址接入技术13.2高频段传输技术13.3超密集组网技术23.4 大规模MIMO技术2四、5G无线通讯技术面临的机遇和挑战34.1面临的机遇34.2面临的挑战4五、5G无线通信技术发展趋势5六、总结5参考文献65G 移动通信技术及未来发展趋势摘要：社会在不断的发展进步，科学技术方式也在不断的更新，在无线通讯技术方面也有很大的创新，在科学技术发展的过程中， 无线通讯技术方面的创新占着主要的地位，5G 无线通信技术的发展对社会的进步有着重要的作用，该项通讯技术在以后的发展过程 中会受到广

2、泛的应用，。其不仅能够有效提 高网络数据传输效率，同时也会为用户提供更好的服务体验。基于此，本文重点对 5G 移动通信技术进行阐述，并探究其未来发展趋势。关键词：5G移动通信技术；数据传输；趋势；服务Abstract:In the continuous development and progress of society, science and technology has been updated, it is a great innovation in wireless communication technology, in the process of the developmen

3、t of science and technology, wireless communications technology innovation to occupy the main position, 5 g wireless communication technology development has important role for the progress of the society, the development of communication technology in the future will be widely used in the process,.

4、 It can not only effectively improve the efficiency of network data transmission, but also provide users with better service experience. Based on this, this paper focuses on the elaboration of 5G mobile communication technology and explores its future development trend.Keywords: 5G mobile communicat

5、ion technology; Data transmission; Trend; service一、引言随着我国移动通信技术不断发展，当今人们对移动网络的依赖性越来越强。据有关调查显示，2012年智能手机数量首次 超过笔记本电脑数量；截至2016年12月末，我国智能手机普及率已经高达85%以上，20-30岁人群智能手机普及率甚至高达97%以上。智能手机的普及势必会给移动通信企业带来巨大的经济效益，同时也提高了竞争性。从人们生活水平的不断提高可以看出人们对无线通讯技术的创新非常关注，因此5G通信技术在之后的发展过程中将会受到更多的关注。在4G网络背景下，如今厂商 更加热衷于开发5G移动通信技术

6、，据相关报道显示，华为首次研制出5G移动通信技术，并将在未来几个月到几年的时间推 广使用，从而实现移动通信技术的再次突破，为用户提供更加优质的服务。 二、研究背景及研究现状2.1研究背景伴随移动网络应用的茁壮成长，智能手机、平板电脑的广泛传播以及同APP的运用，现在的4G网络已不能让人类对于网络的需要得以满足了。在这样的情况下，5G移动护栏网通信技术从此诞生，伴随科技与信息部不断推出的5G牌照，在上海等地区进行5G试点。5G互联网在经过了GSM、GPRS、3G、4G技术以后的第四代引动互联网通信技术，智能化、宽带化、媒体化、个性化、环保化与多功能化将会变为全球5G应用发展的大势所趋。2.25G

7、研究现状目前全球范围内，正在进行5G系统的研究和标准化工作的组织有很多，如IPv6论坛、无线世界研究论坛（the Wireless World Research Forum）、4GPP、SDR论坛、MWIF(the Mobile Wireless Internet Forum )和IETF(The Internet Engineering Task Force)等。在进行5G的研究和开发工作还有一些全球著名的移动通信设备厂商。Ericsson投资了1000万美元从事5G移动通信技术和下一代CDMA的研究。2.3研究方法文献整理法：利用网络资源如“中国知网”等著名文献类的网站进行资料的搜集。整理

8、出5G网络的发展及应用研究的有关资料。比较分析法：对搜集到的资料进行整理分析对比，选出自己所需要的文献，提取出精华部分从而来辅助我完成论文的写作。系统研究法：所谓系统研究法就是5G网络的发展及应用作一个讨论，分析出其背后所要表达的含义与作用。三、5G移动的主要技术3.1非正交多址接入技术非正交多址技术(Non-OrthogonalMultiple Access，NOMA)的主要思想是：非正交发送用于发送端，主动接入能干扰的信息，在接收的一端经过SIC（也就是进行串行干扰的删除），然后接收机可以实现正确的解调。NOMA的子信道传输依旧采用的是正交频的分复用技术(简称OFDM)，各个子信道是相互正

9、交的，两两之间不干扰，一个子信道不只是再分配给一个用户，却是很多用户的共享。同一个的子信道上，不同的用户与用户之间是通过非正交进行传输的，这样下来，自然出现用户之间干扰的问题，以上就是需要在接收端运用SIC技术以达到多个用户的检测目的。3.2高频段传输技术传统的移动通信的工作频段主要是3GHz以下，这就让频谱资源非常拥挤，但是在高频段(例如厘米波频段、毫米波)上面可以使用的频谱资源十分丰富，可以非常有效的缓解频谱的资源紧张的状况，能够达到极高速短距离通信的技术，并且支持5 G的传输速率与容量等很多方面的需求。小型化的天线和设备、较高的天线增益、足够量的可用带宽是高频段毫米波移动通信的主要优点，

10、同时也存在着穿透与绕射能力差、容易受气候环境影响传输的距离短等一些缺点。系统设计、射频器件等各个方面存在的问题也需要进行进一步解决与研究。3.3超密集组网技术超密集的网络可以扩大网络覆盖的范围，可以大幅度的提升系统的容量，还可以分流业务，同时还具有更加高效的频率复用与更加灵活的网络部署。在不久的将来，我们面对高频段的大带宽，将会采用更为密集的相关的网络方案，部署小区、扇区将会达到100个以上。同时，越来越密集的网络部署会让网络拓扑变得更为复杂，小区之间干扰已经是影响系统的容量增长的关键的因素，在很大的程度上降低了网络的能效。小区快速发现、干扰消除、基于终端能力提升的移动性增强、密集小区间协作等

11、的方案，都是当前在密集网络的方面需要进行研究的热点。3.4 大规模MIMO技术目前的4G网络8端口多用户MIMO不能够达到能量效率与频谱效率的数量级方面提升的要求，但是大规模MIMO系统能够明显的提高能量效率与频谱效率。大规模MIMO技术是MIMO技术的延伸与扩展，它基本的特征是把大规模的天线阵列（从几十到几千）配置在基站侧，其中的基站天线数量在很大程度上对于每一个信令资源的设备数量，它利用空分多址的原理，同时为多个用户服务.还有，在大规模MIIMO系统当中，如果使用了简单的线性预编码和与检测方法，那么噪声与快速衰落给系统带来的影响就会慢慢的消失，因所以小区内的干扰也会降低.上面的优点使让大规

12、模MIMO系统变成了移动5G技术的一个潜在的关键的技术。大规模MIMO给人们带来的方面主要是体现在下面的几个方面:一：相比较于现有的MIMO的空间分辨率，大规模MIMO的技术有明显的增强，可以深度的挖掘出空间方面的维度资源，令网络当中的n个用户能够在同一时频的资源上根据大规模MIMO 的空间自由度与基站同时来进行通信，能够是新在不增加基站密度与带宽的条件下进行大幅度的提高频谱效率的目的。二：大规模MIMO能够使波束集中于很小的范围之内，然后在很大程度上降低了干扰。近几年，针对于大规模MIMO的探索主要是在容量和传输技术性能分析、信道模型、信道估计和信号检测的技术、预编码技术等的方面，同时还面临

13、着一些不足:因为理论建模与实测模型的工作相对比较少，信道的模型还没有被广泛的认可;因为需要根据信道互易性减小信道状态信息得到的开销，现有的传输方案多数是假设采用TDD 系统，他们的用户是单天线的，而且其数量远远比基站天线的数量小。导频数量伴随着用户数量呈线性的增加，开销比较大，信号的检测与预编码都得进行高维矩阵的运算，很复杂，同时因为需要根据上下行信道具有的互易性很难适应单天线的高速移动场景与FDD系统用户，同时其数量远小于基站天线数量。在进行传输方案性能与信道容量的分析的时候，多数是假设独立的同分布信道，然后认为大规模的MIMO技术的瓶颈问题是导频污染，从而使分析的结果有显著的局限性。所以，

14、为了能够大力的挖掘大规模MIMO技术的潜在的技术方面的优势，需要人们进行深入的研究那些切合真实运用场景的信道模型，分析这些对信道容量产生的影响。四、5G 无线通讯技术面临的机遇和挑战 4.1面临的机遇5G无线通信技术在一定程度上可以很好的改变个人和企业未来的发展。5G无线通信技术在许多 当面上都有了很大的创新，创新之后的通讯技术可以为500亿智能设备提供使用，因此在不断发展的过程中，5G无线通信技术也会遇到很多的问题，面临着很多机遇与挑战。5G无线通讯技术在发展的过程中，不仅提高了速度、连接、相 应能力和扩展性，在人们的生活中也会得到广泛的利用，该 项技术在运用的过程中，传递的传感器和设备上的

15、数据都会 有意想不到增长。这会对人们的日常生活带来很大的便利。与4G无线通信技术相比较，5G无线通信技术不管在哪一方 面都有很大的优势，例如在传输数据的时候速度有很大的提 高，而且响应延迟也减少，在未来的发展过程中5G无线通信技术将会与更多的设备进行连接。例如家电、无人飞机、汽车导航、路标、工业设备等，由此看来，所有的项目都可以实行数据资源共享。这种技术的改革会对个人造成影响例如小区内的所有的设备都可以与小区进行连接，相关的设备可以更好的提供共享信息。这样会对人们的生活带来更多的便利，还有利于人们的人际关系发展。在功能足够强大的时候，很有可能会被运用在不好的地方。5G无线通信技术还 存在一定的

16、不足，例如该项技术的设备和网络的安全和隐私方面的能力都应该进一步完善。随着社会智能化的发展，应该相信该项技术可以进行很好的任务分配，所以对于一些相关内容，人们应该不给予太多的控制，因为这样可以提高生产率和安全性。 4.2面临的挑战即使是现在的科学技术一直在飞速的发展，但是在发展中仍然存在着一些隐私与安全方面的问题，隐私与安全会给5G技术的发展带来不可避免的影响。一部分被运用的一些连接设备，很有可能会被不怀好意的人利用，给人们带来安全方面的问题。随着我国科技的的飞速发展，化工工业控制系统、水处理工厂、电厂等很多部门都连接了互联网，根据当前的发展状况看，广泛的应用5G无线通信技术并不会给上面的几个

17、方面带来危险。5G通信技术还没有正是的投入使用，它还处于研究分析的阶段，在今后的发展之中，这些消费电子设备将会面临很大的风险。受人们最为关注的安全领域是工业无人机、医疗保健与交通运输。根据实际的状况分析，我国的5G通讯技术还没有完全普及，只是在个别相对比较发达的地区进行了试运行，其主要原因是因为5G通讯技术在一些方面还需要进一步的提升，并且其距离全方面的推广还有一些瓶颈需要进行突破，主要是表现在下面的几个方面：（1）数据传输的速率能否可以满足要求数据流量的规模即为推动5G发展的驱动力，对于数据的速率，需要根据多个方式来进行测量，然后考虑5G技术是不是可以达到技术的要求。5G技术数据的传输速率的

18、要求是一定的，标准值是需要可以达到1000x5G的指标。另外，从边缘用户的效率方面来看，要求用户在网络运行的范围内可以达到4G+的网络效率，同时，这是5G通信技术覆盖的最低的指标。5G数据的传输效率的理论值是1Gbps，若此标准需要能够满足95%的用户的要求，将会有很高的难度，就要求有百倍的技术的提升。（2）延迟挑战4G网络之下，网络延迟为15ms，在1ms的子帧时间之内，可以进行比较合适的资源的配置，并且能够保证接入的及时性。这个延迟通常是在可以接受的范围之内的。但在5G技术的领域之中，需要把双向通讯归入这当中，尤其是在云技术方面的应用。所以5G需要支持1ms的往返延迟标准，相比于4G而言，

19、5G技术有了很高的提升，因此要求人们对子帧的结构进行优化。 （3）标准难以统一即使我们在理论上讲，我们没有统一的规格和标准来划分通信，无论什么用户都可以在全世界使用移动通信，但是很多种的移动通信系统并不能一起使用，所以这给我们带了很多的困难，正是因为如此，我们开发第五代的通讯系统是刻不容缓需要解决的问题了。怎样实现通讯制度的全球统一是大家面临的共同的问题。但是各大通讯厂商必然会发生一定的冲突。（4）设施难以更新在我们进行网络展望的过程中，我们都是在第四代的网络通信的基础上建立无线网络性能的基础设施，这是覆盖到全世界的，如果我们要向第五代全面进发的话，我们需要大量的变更当今的基础设施。但是这种变

20、化也会减慢新兴网络的传播速度，这是必然需要承担的。且到那时，还必须要求4G通信终端升级到支持5G通信各项数据业务及能进行更高速数据传输的5G终端，也就是说5G通信终端要能在5G通信网络建成后及时提供，不能让通信终端的生产滞后于网络建设。五、5G无线通信技术发展趋势 5G无线通信技术已经越来越被人们所关注，在未来几年该项技术也将会投入使用，通信系统的容量在一定程度上 也会有所提高，提高频谱效率、变革网络结构、开发并利用新的频谱资源是该项技术发展的主要途径。早在2013年5G无线通信技术就已经开始研发，研发的规模也比较大，有29个国家参与其中，我国华为公司就是其中一个。该技术从研发就倍受关注，各个

21、国家都成立了相关的研发小组。目前所有的有关项目都在积极的研发中，然后各国再达成共识，促进该项技术的发展。该项技术的业务能力肯定会从以下三个方面表现出来，一是通过利用先进的无线技术网络资源的利 用率在4G的基础上有了很大程度的提高。二是新的体系结构正在发展，这会有利于提高无线网络系统的吞吐率。三是 可获取更多的有利资源，比原有的通信资源有所扩展。该项技术要想更好的发展就必须网络技术和无线传输技术上有所突破。从网络技术方面来说，要运用控制与转发相互分离的 软件来定义，网络架构等。从无线传输技术方面来看，提高 频谱资源利用率和挖掘频谱资源使用潜能是重点。5G无线通信技术的不断发展，必定引起一次技术的

22、变革，加强对该 项技术的研发力度，使该项技术在运用的过程中占有重要的 地位。该项技术的发展必定会给当代社会带来不一样的体验。 六、总结现在社会的发展越来越迅速，特别是网络通信技术一直都在不断的创新改善，这会有利于5G通信技术在以 后的发展，根据目前我国通信技术的发展情况来看，5G通信技术在2020年有望投入使用。5G通讯技术投入使用后将会给社会带来巨大的便利，可以达到当代社会的需求，会让移动互联网用户拥有不一样的体验。虽然现在5G通信技术 仍在研究分析的过程中，但是很快将会进入发展阶段，5G通信技术的巨大优势会在投入使用后表现出来，会带给人们不一样的体验。 本文对5G 移动通信技术及未来发展趋势进行了群面的分析，在对研究背景等概述之后，指出当前5G的研究现状，接着分析5G时代的特点，且对其面临的机遇与挑战进行了全面的分析，最后提出了发展的趋势