第五代移動通信（5G）是指面向2020年移動通信發(fā)展的新一代移動通信系統(tǒng)，具有超高的頻譜利用率和超低的功耗，在傳輸速率和資源利用率等方面比4G系統(tǒng)提高10倍，其無線覆蓋性能和用戶體驗也將得到顯著提高。5G將與其他無線移動通信技術密切結合，構成新一代無所不在的移動信息網(wǎng)絡，滿足未來10年移動互聯(lián)網(wǎng)流量增加1000倍的發(fā)展需求。
5G技術發(fā)展新趨向
毫米波通信技術
隨著無線通信尤其是個人移動通信的高速發(fā)展，無線電頻譜的低端頻率已趨于飽和，即使是采用高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK）調制或各種多址技術擴大通信系統(tǒng)的容量，提高頻譜的利用率，也無法滿足未來通信發(fā)展的需求，因此實現(xiàn)高速、寬帶的無線通信勢必向微波高端頻段開發(fā)新的頻譜資源。毫米波頻率范圍為30GHz～300GHz，由于其波長短、頻帶寬、波束窄、保密性好、傳輸質量高、全天候通信等特點，可以有效地解決高速寬帶無線接入面臨的許多問題，因而在短距離通信中有著廣泛的應用前景。
目前，毫米波通信技術主要應用于地面上的點對點通信和衛(wèi)星通信或廣播系統(tǒng)。其中，地面上的點對點毫米波通信一般用于對保密要求較高的接力通信。毫米波本身就具有很強的隱蔽性和抗干擾性，同時由于毫米波在大氣中的衰減和使用小口徑天線就可以獲得極窄的波束與很小的旁瓣，所以對毫米波通信的截獲和干擾變得非常困難。
頻譜共享技術
頻譜共享技術主要是在不改變現(xiàn)有頻譜分配的架構下，為多種業(yè)務在有限的頻譜內提供頻譜動態(tài)接入的機制，包括基于業(yè)務的頻譜避讓機制、基于位置和電磁環(huán)境的智能頻譜選擇機制等，從而實現(xiàn)不同業(yè)務的共存，實現(xiàn)多個認知用戶協(xié)同工作，進而提供良好的用戶體驗和高效的頻譜利用率。
目前，發(fā)展最為迅速的頻譜共享技術就是認知無線電技術。認知無線電又被稱為智能無線電，它以靈活、智能、可重配置為顯著特征，通過感知外界環(huán)境并使用人工智能技術從環(huán)境中學習，有目的地實時改變某些操作參數(shù)（比如傳輸功率、載波頻率和調制技術等），使其內部狀態(tài)適應接收到的無線信號的統(tǒng)計變化，從而實現(xiàn)任何時間、任何地點的高可靠通信以及對異構網(wǎng)絡環(huán)境有限的無線頻譜資源進行高效利用。認知無線電的核心思想就是通過頻譜感知（Spectrum Sensing）和系統(tǒng)的智能學習能力，實現(xiàn)動態(tài)頻譜分配（DSA：dynamic spectrum allocaTIon）和頻譜共享（Spectrum Sharing）。
認知無線電中，次級用戶動態(tài)地搜索頻譜空穴進行通信，這種技術稱為動態(tài)頻譜接入。在主用戶占用某個授權頻段時，次級用戶必須從該頻段退出，去搜索其他空閑頻段完成自己的通信。
大規(guī)模MIMO（Massive MIMO）
5G的飛速發(fā)展要求網(wǎng)絡必須解決容量限制，以及一些現(xiàn)有通信系統(tǒng)中存在的挑戰(zhàn)，諸如網(wǎng)絡的可靠性、覆蓋率、能效性和延遲性等。大規(guī)模MIMO（多進多出）作為5G技術的一種實現(xiàn)方案，通過在基站收發(fā)信機（BTS）上使用大量的天線（超過64根）實現(xiàn)了更大的無線數(shù)據(jù)流量和連接可靠性。這種方式從根本上改變了現(xiàn)有標準的基站收發(fā)信機架構，現(xiàn)有標準只使用了最多8根天線組成的扇形拓撲。由于擁有數(shù)以百計的天線單元，大規(guī)模MIMO可以使用預編碼技術集將能量集中到目標移動終端上，從而降低輻射功率。通過把無限能量指向到特定用戶，降低輻射功率，同時降低對于其他用戶的干擾，進而提高了5G網(wǎng)絡的傳輸速度和抗干擾性能，使得網(wǎng)絡能夠容納更多的用戶且具有更高的可靠性和更高的能效。
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