5G通信技术现状与6G通信技术展望

5G通信技术现状与6G通信技术展望

胡松

北京红海鸿易人力资源服务有限公司北京市100029

摘要：近10年来，移动通信技术更新速度显著加快，移动通信不仅发生了质的变化，同时得到了当时社会的极大认可和满足。移动通信技术的高速发展，使人们的生活进入5G时代，在体验5G智能服务时代前，要知道5G是什么，畅想5G能带来什么体验，怎样更好地利用5G技术为人们的生活带来便利。同时，展望6G技术是什么，它会用多长时间替代5G。对于此，本文分析了5G通信技术的发展背景及应用场景，探讨了5G通信关键技术，并展望了6G通信技术，以供参考。文章主要对此进行了研究，仅供参考。

关键词：5G通信技术；现状分析；6G通信技术；技术展望

1、5G通信技术现状分析

1.1发展背景

每一代无线通信技术致力于为移动设备实现更快的移动网络速度和收集能力。还记得曾经大哥大，这就是1G时代，即模拟信号时代，那时还没有统一的标准;到上世纪90年代前后，2G网络出现，实现了短信传输，全球进入数字时代，也出现了相应的标准，美国有CDMA，欧洲有GSM，而日本有PHS，这时的中国并没有什么话语权;21世纪的到来，3G时代也将到来，3G是智能手机的时代，它使得在线访问成为可能。这时美国推出了CDMA2000，欧洲有WCDMA，日本的PHS则退出了历史舞台，而中国则诞生了TDSCDMA，虽然弱小却坚强的生存着;而到了4G时代，就只剩下了中国主导的TDDLTE和欧洲主导的FDDLTE，中国在通讯行业的话语权越来越强，4G大大提高了网络速度，比3G快了近8倍，这正是我们现在所使用的。但是，随着用户和网络设备数量的快速增加，越来越多的4G用户同时使用大量的数据网络，网络变得越来越拥挤，无法满足人们对网络的需求。

为了解决这个问题，5G应运而生，5G是最新一代无线通信技术，可以以GB速度运行。它可以处理千兆位流量数据，比4G快10倍。下载全高清电影可以在几秒钟内完成，甚至更快，5G将成为未来一切的基础。让VR，自动驾驶，物联网，智能家居，云服务等，甚至是我们现在都想不到的场景都可以实现。

我国早在2013年就开始了对5G技术的研究，并将这项工作纳入了我国的863计划。

华为还在2013年11月宣布，到2018年将投资6亿美元用于5G技术的研发和创新，并预测到2020年5G移动网络的商业化。根据计划，中国的5G技术研发测试分为三个阶段：关键技术试验、技术方案验证和系统验证。2017年11月，工业和信息化部正式宣布已进入5G技术研发的第三阶段，并力争在2018年底完成。2017年12月，国家发展和改革委员会发布了“关于组织下一代信息基础设施建设项目实施的通知”。2018年至少需要在5个城市进行5G规模的联网试点。每个城市的5G基站数目不少于50个，整个网络中的5G终端数量不少于500个。5G移动通信技术已进入工业冲刺阶段。

1.2应用场景

1.2.1万物互联

实现5G技术，就能够利用它超大的流量、极短的延时、较低的功耗等达到“万物互联”的需求。在未来的发展中，5G技术还能够推动物联网的迅速发展，并逐渐应用到交通行业和自动化领域中，真正实现“万物互联”。

1.2.2医疗

5G无线网络的发展将通过提供更快的连接和更高的带宽来改善远程医疗和远程护理。想象一下，患者在舒适的家中佩戴远程医疗传感器，其生命体征正在实时传递给他的健康经理。这些数据允许医生和护理人员动态管理患者的治疗计划。此外，医务人员还可以通过网络摄像头进行咨询或干预。比如做远程B超时，大夫和病人通过两个摄像头、屏幕实现对话，当大夫在远程操作来给病人做B超，5G可以精确到大夫在操纵探头的时候，探头接触到人的身体的压力，在远程都可以感觉出来，与在现场几乎没有区别。

1.2.3无人驾驶

5G提供的快速网络可以辅助自动驾驶汽车，使汽车在通过道路交叉口时与控制中心进行通信。也能跟来往的车辆展开“对话”。早些时候，一些专家指出，在没有红绿灯的街道上--虽然汽车必须越过交叉路口，但它们不会相互撞击。所有车载传感器和摄像头都记录了汽车的行驶过程，以便在发生交通事故时，人们可以从事故中重播现场。当然，这些需要基于强大的5G网络。

1.2.4VR

5G传输数据量大、时间又低，因此它在某个小区域里面，可以同时支持的用户更多、而且速率更快，所以说用户体验会非常好。因而5G的到来将会推动VR技术进入大规模使用阶段，让VR更“触手可及”。而5G不仅使实时流更流畅，而且更快的网络速度和更低的延迟可支持360度全景视频直播。360度全景视频是通过多个摄像头360度拍摄的实时视频。您可能希望在未来5G网络普及之后，您必须在家中成为现场观众。

2、5G通信关键技术探讨

2.1设备间直接通信技术

设备间直接通信技术，直接通信也就是说不需要通过其他物件或载体来通信，而是直接可以交流的一种设备技术。我们以前的移动通信过程中，最开始是2G到3G再到4G，以及如今谈到的5G时代，以前的移动通信网络覆盖模式比较传统，但随着设备间直接通信技术的产生，不仅可以让移动通信过程中质量保证，同时降低了能耗。

2.2多天线传输技术

通过采用多天线传输技术，利用足够多的天线来解决5G移动通信技术中如何将高频频谱的利用率提高到10倍以上。该技术采用阵列天线，以提高天线覆盖率，达到节能的目的。在5G通信中，更多的用户的空间分多址（SDMA）支持大大降低了通信网络的传输功率，提高了网络覆盖率，实现了绿色节能。在5G技术中，广泛地引入了有源天线阵，增加了基站侧的协同天线数量。协作天线的最大数目可以达到128。此外，原有的二维天线已扩展为三维天线。原有的二维天线阵也扩展为三维天线阵。结合高频毫米波技术，这样的话，用户之间使用移动通信的时候不用受到同等级用户的干扰，而且可以支持多用户波束智能配置，提高无线信号覆盖性能。

2.3密集网络技术

5G移动通信覆盖面广就是因为使用密集网络技术，通过多种无线网络的接入让他的网络覆盖范围大。密集网络技术，它主要是通过两种方式达到移动网络覆盖面广，首先第一点就是在基站的外部设置很多根天线来增加网络范围面积；其次是在室外布置很多密集网络，让他们共同协作，增强有效性和准确性。但是，密集网络技术还是存在缺点的，主要是在小范围内存在一定的干扰，使得它降低了网络的高效性。

2.4同时同频全双工通信技术

同时同频全双工通信技术可以使双向通信功能频谱增强。我们现在有的通信技术当中，由于受到技术等一些外在因素，没有办法达到一个双向通信的功能。这也造成了一定的无线资源的浪费。但是现在说的这个全双工通信技术，他能够完善开始所说的缺陷，达到资源整合，避免资源浪费在无线通信系统中。全双工通信技术在很大程度上提高了频谱的效率，主要是，发射信号同时接收他的信号，不过还是存在一定的瑕疵，就是会受到外界的信号干扰，虽然现在对外界的信号干扰有了大部分的阻力，但是想要全部打破干扰还是需要再开发研究。由于在器件/组网等方面都还有一些关键技术没有解决，所以暂时不会放入4G移动通信系统，让我们看看能否将来放入5G系统。

2.5大规模的MIMO技术

MIMO技术其实就是多输入多输出技术，简而言之就是多天线发射和多天线接收。MassiveMIMO技术基站需要配置大量的天线，这些天线集中在一个基站上。MIMO技术主要是利用多个天线的空间资源整合起来从而提高通信的质量，让频谱的频率增强，同时通过波束集中通信范围，让通信设备的信号干扰减少；第三是使用MassiveMIMO技术可以通过降低发射的功率来提高基站的功率效率；第四是天线足够大时，其线性编码和检测是最佳的。现在MIMO技术已经被无限宽带通信系统采用，从而提高系统的容量。MassiveMIMO从LTE-Advanced已经开始使用，在全球的多个运营商取得较好效果，所以5G移动通信将其作为一个提高容量和效果的重要技术继续保留。

3、6G通信技术展望

6G早期阶段将对5G进行扩展和深入，以AI边缘计算和物联网为基础，实现智能应用与网络的深度融合，实现虚拟现实、虚拟用户、智能网络等功能。在人工智能理论、新兴材料和集成天线相关技术的驱动下，6G的长期演进将产生新突破。“使用一代、研究一代、储备一代”，这句话是对技术研究最好的解释。目前全球已经开始研究6G了，未来10年内，人们的生活将会发生很大的转变。6G能达到100G/s，到2030年的时候，6G应能得到部署。6G的特点是以卫星为基础组建互联网，而非光纤和基站。基建工作主要在太空完成，而且主要是卫星发射和部署工作。之前，卫星发射大国不接受我国主导的5G，直接跳升6G的可能性非常大。由于航天强国优势，遥感技术、深空探测、操控技术都很发达，可重复火箭技术日趋成熟，芯片技术发达，直接过渡到6G反而相对容易。

结语

综述，5G是毫米波，6G是纳米波，随着网络演进发展，人类对网络的依赖性越来越多，对网络要求也越来越高。网络频率也会越来越高，只有良好底层宽带网路，才能实现“万物互联”。

参考文献

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[3]傅耀威,徐泓,杨国威,孟宪佳,宋阳.5G移动通信技术发展现状与趋势[J].中国基础科学,2018,20(02):18-21.