移动通信小论文

移动通信新技术

李炜

摘要 随着技术的不断发展，5G网络将作为继3G，4G之后的新一代网络。本文对5G网络的高频段输出，D2D通信，超密集组网及大规模MIMO等技术特点做了相关介绍。

关键词 5G 超密集 大规模

1 前言

随着人类社会的不断发展，现如今的移动通信技术将会慢慢的难以满足人们对通信网络的各方面的需求。对于这些形式，将对5G（the fifth generation mobile communication network）在频率，技术，运营等方面带来新的挑战，未来，5G的发展成为业界研重点。

北京时间5月13日消息，据韩联社报道称，三星电子周日宣布，其已率先开发出了首个基于5G核心技术的移动传输网络，三星电子通过研究和试验表明，在28GHz的超高频段，以每秒1Gb以上的速度，成功实现了传送距离在2Km范围内的数据传输。除此之外，英国萨里大学科学家研发出了最新、最快的5G科技，每秒可传送多达1万亿字节(1TB)数据，即125GB。只需1秒便可下载30部电影，比目前的4G技术快了6.5万倍，是目前无线数据连接技术的最高速度[1]。 随着5G技术的诞生，用智能终端分享3D电影、游戏以及超高画质（UHD）节目的时代已向我们走来。当前全球多个国家已竞相展开5G网络技术开发，中国和欧盟都为此投入了大量资金和研发力量。

2 技术特点 2.1 高频段传输

移动通信传统工作频段主要集中在3GHz以下，这使得频谱资源十分拥挤，而在高频段(如毫米波、厘米波频段)可用频谱资源丰富，能够有效缓解频谱资源紧张的现状，可以实现极高速短距离通信，支持5G容量和传输速率等方面的需求。

高频段在移动通信中的应用是未来的发展趋势，业界对此高度关注。足够量的可用带宽、小型化的天线和设备、较高的天线增益是高频段毫米波移动通信的主要优点，但也存在传输距离短、穿透和绕射能力差、容易受气候环境影响等缺点。射频器件、系统设计等方面的问题也有待进一步研究和解决。

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2.2 D2D通信

传统的蜂窝通信系统的组网方式是以基站为中心实现小区覆盖，而基站及中继站无法移动，其网络结构在灵活度上有一定的限制。随着无线多媒体业务不断增多，传统的以基站为中心的业务提供方式已无法满足海量用户在不同环境下的业务需求。

D2D技术无需借助基站的帮助就能够实现通信终端之间的直接通信，拓展网络连接和接入方式。由于短距离直接通信，信道质量高，D2D能够实现较高的数据速率、较低的时延和较低的功耗;通过广泛分布的终端，能够改善覆盖，实现频谱资源的高效利用;支持更灵活的网络架构和连接方法，提升链路灵活性和网络可靠性。目前，D2D采用广播、组播和单播技术方案，未来将发展其增强技术，包括基于D2D的中继技术、多天线技术和联合编码技术等。蜂窝网中的 D2D 通信示意图如下：

2.3 超密集组网

超密集网络能够改善网络覆盖，大幅度提升系统容量，并且对业务进行分流，具有更灵活的网络部署和更高效的频率复用。未来，面向高频段大带宽，将采用更加密集的网络方案，部署小小区/扇区将高达100个以上。与此同时，愈发密集的网络部署也使得网络拓扑更加复杂，小区间干扰已经成为制约系统容量增长的主要因素，极大地降低了网络能效。干扰消除、小区快速发现、密集小区间协作、基于终端能力提升的移动性增强方案等，都是目前密集网络方面的研究热点。

以下是网络架构部署特点：未来将从传统的移动蜂窝方式转向分布式的、异构的新型通信方式，网络种类繁多。密集组网下的 LTE-B 异构网络部署场景如

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图2所示，小区的部署更加密集，单个小区的覆盖范围大大缩小。如图 3 中，将MACRO作为网络的基石，P,F和R 等低功率基站则用来消除只有 MARCOCELL 时的覆盖盲区，能有效分担宏蜂窝的负担，提供低时延、高可靠的用户体验。

2.4大规模 MIMO

MIMO(multiple input multiple output)系统，即发送端和接收端均放置多个天线，形成MIMO通信链路。通过添加多个天线，可以为无线信道带来更大的 自由度，以容纳更多的信息数据.MIMO可以在不增加带宽或总发送功率耗损的情况下大幅增加系统的吞吐量及传送距离，使得此技术近几年颇受瞩目。

目前的 IMT-Advanced标准采用了基于多天线的 MIMO传输技术，利用无线信道的空间信息大幅提高了频谱效率.现有4G网络的 8 端口多用户MIMO不能满足频谱效率和能量效率的数量级提升需求，而大规模 MIMO系统可以显著提高频谱效率和能量效率。大规模MIMO 技术是MIMO技术的扩展和延伸，其基本特征是在基站侧配置大规模的天线阵列( 从几十至几千) ，其中基站天线的数量比每个信令资源的设备数量大得多，利用空分多址原理，同时服务多个用户.此外，大规模 MIMO系统中，使用简单的线性预编码和检测方法，噪声和快速衰落对系统的影响将逐渐消失，因此小区内干扰也得到了降低.这些优势使得大规模 MIMO系统成为5G 的一大潜在关键技术。

3结束语

本文主要介绍了5G技术。包含了5G技术的一些特点，及其需要解决的关键技术难题等，5G在未来的发展中也将面临着巨大的挑战。但是研究和发展5G技术已经成为了世界通信领域的一个不可逆转的趋势。研究和发展5G技术也将提升我国在世界信息领域的国际地位，对我国相关信息产业的发展具有推动作用。

参考文献：

[1] 世界通信网