通信工程的博士論文篇2

　　試談第五代移動(dòng)通信技術(shù)及發(fā)展

　　1 前言

　　迄今為止，移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了四代，1G通信系統(tǒng)是基本只能模擬通話的模擬技術(shù)，2G是使可以用網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字技術(shù)，3G則是通過(guò)采用CDMA無(wú)線接入技術(shù)，通過(guò)提供中高速數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)多媒體服務(wù)，4G通信技術(shù)通過(guò)采用多天線載波技術(shù)，在大幅度提高傳輸速率的同時(shí)，也提供很多多樣化的個(gè)性服務(wù)。雖然通信系統(tǒng)經(jīng)歷了4次大的變革，但是在互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展的今天，需要有更強(qiáng)大的通信系統(tǒng)作為支持。有數(shù)據(jù)顯示，在數(shù)據(jù)流量方面，預(yù)計(jì)在2010至2020十年間，中國(guó)的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)將超過(guò)300倍以上，2010-2030年增長(zhǎng)將超過(guò)4萬(wàn)倍，而全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量在2010-2020年增長(zhǎng)將超過(guò)200倍，在2010-2030年將增長(zhǎng)約2萬(wàn)倍，中國(guó)的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增速較全球平均水平增幅明顯較大;在聯(lián)網(wǎng)設(shè)備方面，預(yù)計(jì)未來(lái)10年中國(guó)在移動(dòng)終端數(shù)量上將超過(guò)20億，而全球?qū)⒊^(guò)100億，其中不包含物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)將達(dá)到70億，中國(guó)則占據(jù)超過(guò)1/4的數(shù)量，在這種通信技術(shù)大變革下，5G通信系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。5G通信系統(tǒng)由于時(shí)延短、可靠性高、頻譜利用率高、網(wǎng)絡(luò)耗能低、數(shù)據(jù)流量和聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量增長(zhǎng)幅度大、峰值速率高等技術(shù)特征，受到科研工作者的廣泛研究，以期在未來(lái)滿足用戶對(duì)更加快速和便捷的通訊技術(shù)的需求。

　　2 5G技術(shù)概念

　　第五代通信技術(shù)即5G(fifth-generation)，是指由4G延伸出的第五代移動(dòng)電話系統(tǒng)，到目前為止，3GPPP及ITU-R等正式資料中還未明確提及5G，但國(guó)內(nèi)外公司相繼提出了5G通訊技術(shù)，如2013年，三星電子將5G核心技術(shù)成功開(kāi)發(fā)，這種技術(shù)能夠在2公里以內(nèi)的距離下以1Gbps以上的速度傳送數(shù)據(jù);2015年，酷派將5G定義為終端基站化，同年6月，ITU將5G技術(shù)的正式命名為IMT-2020;5G和以往通信技術(shù)存在很大的不同，但是是對(duì)以往通信技術(shù)的改進(jìn)，例如5G沒(méi)有獨(dú)立和全新的無(wú)線接入技術(shù)。從某些角度來(lái)講，5G是將互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)快速高效連接的一種新式通信技術(shù)。

　　3 5G關(guān)鍵技術(shù)

　　3.1 高頻段傳輸技術(shù)

　　高頻段傳輸技術(shù)，即使用的頻段更高。眾所周知，目前全球3G和4G網(wǎng)絡(luò)使用最為廣泛的主要是2GHz左右的頻段，由于使用頻段和覆蓋率成負(fù)相關(guān)，即頻段越低則覆蓋率越高，但是低頻段譜往往是有限的，因此未來(lái)將會(huì)使用具有更多頻率資源的高頻段(6-100GHz)，與以往通信技術(shù)相比，為了使傳輸速率更加迅速，高頻段需要更寬的寬帶與之匹配，如500MHZ甚至更多，這種高頻段傳輸技術(shù)，給用戶帶來(lái)的最深刻的感受就是在傳輸速度方面。

　　3.2 大規(guī)模天線傳輸技術(shù)

　　大規(guī)模天線傳輸技術(shù)(MIMO)是5G關(guān)鍵技術(shù)之一，自發(fā)展至今，經(jīng)歷了一系列的發(fā)展歷程，這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠通過(guò)增加天線數(shù)而不增加基站站點(diǎn)的方式，不僅使頻譜效率顯著提高，而且能夠使整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量顯著提高;同時(shí)，大規(guī)模MIMO能夠通過(guò)充分利用系統(tǒng)信道容量顯著降低能耗。

　　3.3 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

　　要實(shí)現(xiàn)5G技術(shù)的高效、快速傳輸，則必須要利用兩種技術(shù)，其中之一就是密集型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這種技術(shù)是在空間上設(shè)置相對(duì)較多的網(wǎng)絡(luò)，使頻譜得到充分利用，以期滿足用戶對(duì)于數(shù)據(jù)速度的需求。但是，這種密集程度是有一定限度的，因?yàn)槊芗忍髸?huì)造成一定程度的問(wèn)題，如在面對(duì)多個(gè)無(wú)線接入技術(shù)時(shí)，會(huì)降低基站和終端之間的關(guān)聯(lián)性，當(dāng)終端穿過(guò)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，對(duì)于移動(dòng)管理難度會(huì)加大，同時(shí)增加網(wǎng)絡(luò)密集度，整個(gè)運(yùn)營(yíng)成本會(huì)顯著增加。

　　3.4 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和智能化技術(shù)

　　由于未來(lái)業(yè)務(wù)需求呈現(xiàn)規(guī)?；?、容量高，因此5G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)朝著低成本、綠色節(jié)能、速度快等方向發(fā)展，基于以上理念，現(xiàn)有新型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的研究主要集中在云架構(gòu)和智能化方面。云構(gòu)架在很大下橫渡上減少基站機(jī)房數(shù)量，并能減少設(shè)備耗能，并能通過(guò)增加天線而不增加基站站點(diǎn)的情況下使高射頻頻率顯著增加，還能使發(fā)射功率的浪費(fèi)顯著減少，通過(guò)以上方式使整個(gè)系統(tǒng)的成本有所降低。5G技術(shù)要實(shí)現(xiàn)大型化，智能化的操作也是相當(dāng)關(guān)鍵的，智能化能夠使5G技術(shù)更加便捷，便于管理，例如，模式自動(dòng)切換、自動(dòng)聯(lián)網(wǎng)等，智能化是5G技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)之一。

　　4 5G技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

　　目前，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有明確給出5G的概念 并且該技術(shù)的研究尚停留在萌芽發(fā)展時(shí)期，距其投入商業(yè)并廣泛使用還有一段距離，盡管如此，現(xiàn)在的通信產(chǎn)業(yè)及相關(guān)研究人員已對(duì)5G標(biāo)準(zhǔn)的融合會(huì)對(duì)人類生活造成很大改變基本形成一致意見(jiàn)。在第一、二通信時(shí)代，在協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)之間的差異很大，進(jìn)入4G時(shí)代之后，在核心技術(shù)方面和以往的技術(shù)相似度較大，在未來(lái)的5G技術(shù)時(shí)代，在使用頻譜上更加高效、自由，進(jìn)一步融合核心技術(shù)和系統(tǒng)構(gòu)架，通信標(biāo)準(zhǔn)一致化是未來(lái)5G技術(shù)的一個(gè)新的潮流。

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　在未來(lái)，5G通信技術(shù)以其自身存在的一些優(yōu)勢(shì)如快速、高效、耗能低等優(yōu)勢(shì)帶動(dòng)下，將會(huì)發(fā)展成為滿足用戶需求的新一代通信技術(shù)，雖然現(xiàn)如今還存在一些技術(shù)難題尚未攻破，相信隨著科技和通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，5G技術(shù)也會(huì)迅猛發(fā)展，為用戶提供更加便捷的服務(wù)。