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移动通信5G进展与关键技术简析论文

摘要：阐述了5G的基本概念及其基本性能指标，在现有移动互联网技术特点基础上，结合市场需求，探讨了5G在全球以及在我国的现状。通过对5G网络研究过程中所面临问题的分析，指出了其在移动互联网技术方面具有的独特优势和在万物互联方面所具有的实用价值。关键字：5G；移动通信；互联网1前言随着互联网技术突飞猛进的发展，移动互联网的更高速、更便捷、更便宜成为人们追求的目标。因此全球对于第五代移动通信技术（5G）的研发正逐步升温。4G最高可以达到100Mbps的上网速率，而5G可达到1Gbps。与4G相比，5G网络更能满足人们对高传输速率的要求。同时，第五代移动通信网络在传输过程中还体现出短时延、低功耗、高可靠等特点。目前全球很多国家都已经开展了5G研发，在前不久结束的世界移动通信大会上中国以及其他国家共19家通信运营商和多家通信设备厂也都加入研[1]究5G网络的队伍，全球5G市场正逐渐开启。2第五代移动通信进展概述对于第五代移动通信技术，目前业界尚无清晰而明确的定义。2015年2月11日，IMT-2020（5G）推进组在北京召开的5G概念白皮书发布会中，宣布迫切需要尽快制定全球统一的5G标准以及确定统一的5G概念。根据5G关键能力与核心技术，第五代移动通信技术的概念由标志性能指标和一组核心关键技术来共同定义。其中Gbps用户体验速率为标志性能指标，一组关键技术包括大规模天线阵列、超[2]密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构。2.1主要性能指标可以用以下几个主要的性能指标来描述5G。（1）数据速率将不少于1Gbps最是基本要求目前4G/LTE的传输速率达到100Mbps，而5G的速率将会达到每秒1Gbps。如果用4G网络下载一个视频耗时1分钟，则5G下载一部高清画质视频只需1秒钟。如果利用手机或平板上在线观看4k视频或将来的8k视频，5G下行速度为其提供了保障。（2）特大的通信容量在每平方公里的地理范围内，无线移动宽带系统的容量比目前4G/LTE增长1000倍，平均每平方公里地理范围内的连接数将不小于一百万个。（3）无线延迟时间要求小于一毫秒两部手机连接的时间在3G网络下为500ms，而4G网络则需要50ms。然而多数瞬时无线应用的时间延迟不能多于一毫秒，比如5G的应用于无人驾驶、汽车行驶中时，当向无人驾驶发送紧急指令时，延迟时间如果多一毫秒，可能就会有危险。因此未来的网路延迟时间应小[3]于一毫秒。（4）可支持的最大移动速度为500km/h4G支持的最大移动速率为350km/h，当以每小时500公里速度移动时，5G服务可保证信号切换不中断。2.25G发展现状从通信业的发展轨迹看，网络换代的时间越来越短。1G、2G、3G、4G的更换间隔时间分别为为12年、10年、8年，而从4G到5G，预计只有6年。目前世界上许多发达国家已开展5G的研究工作并制定了相应的研究和发展推进计划，中国、韩国、日本、美国、欧盟都在投入大量资源研发第五代移动通信网络，同时在这两年内世界各国也就5G进行广泛的研讨。5G研发进展飞快，且多个国家对5G的研究都初见成效。欧盟于2014年1月正式推出“5GPPP”（5GPublic-PrivatePartnership）计划，预投入数十亿欧元开发5G技术，并在2022年正式投入运营。三星电子有限公司在2013年已成功开发5G核心技术，并宣布预计将于2020年开始推广商用。韩国科学和未来规划部在2014年1月宣布建立“未来通信产业发展战略”，预算1.6万万亿韩元用于5G的研究，希望在2018年平昌奥运会上首次试演5G应用。日本于2013年10月创建了5G研究组，该研究组已经对5G网络进行了初步探讨。2014年5月8日，日本多个运营商共同合作，开始测试高速5G网络，并预计在2020年开始运作。美国Verizon无线公司在2015年9月7日宣布，将从明年开始试用第五代移动通信网络，两年后在美国部分城市进[4]行商用。2015年9月28日，第五次中欧经贸高层对话会上，我国与欧盟在第五代移动通信网络领域签署战略合作协议。会议再次强调于2020年实现5G网络商用的目标，再次推动了5G技术的发展。中国的5G研究的时间推进表中表示，在明年启动第五代移动通信技术的标准研究，预计在三年内完成第一个版本的标准，把商业应用的起步时间确定为2020年。中国移动、华为、大唐电信、中兴通讯等企业现正投入大量的精力研发5G技术标准。35G网路前景分析3.15G在我国前景虽然目前5G还处在实验阶段，真正商用还要经过几年的时间，但是5G已经成为ICT领域的热点名词。我国在通信技术标准领域经历了第一代空白、第二代跟随、第三代突破、第四代同步、第五代力争取得主导地位的加速发展。3G、4G时代呈现出标准之争的局面在5G情况下