金艳 林勇

1. 山东省军区 山东 济南 250099；

2. 济南广播电视台 山东 济南 250000

1 移动通信技术发展阶段

移动通信技术从1896年诞生之日起，先后经历了不同的发展阶段。

1G技术，于1986年诞生，采用模拟信号传输。其网络传输速率是2.4kbit/s。优点是实现了实时通信。缺点是语音品质低、信号不稳定、覆盖范围不够全面、安全性差、易受干扰等。主要通信系统为AMPS、NMT、TACS。

2G技术，即九十年代开始的语音通信数字化阶段，将语音信号变成数字编码进行传输，通过调制解调器进行解码成语音，从而实现通话。其数据传输速率是9.6～14.4kbit/s。实现了短信、来电显示、呼叫追踪和手机上网。主要通信系统是GSM、CDMA、TDMA。

3G技术，2000年出现的3G技术支持高速数据传输的蜂窝移动通信技术，传输速率达384kbit/s。实现全球范围无缝漫游、高频宽和稳定传输，智能手机出现、移动通信设备革新。主要的4种标准为：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMAX。

4G技术，于2010年后出现, 传输速率最大为100Mbit/s，主要系统是基于OFDM的LTE。LTE包括用于成对频谱和非成对频谱的TDD-LTE和FDD-LTE。

5G技术，2019年是5G的商用元年。它融合了多种无线接入技术和现有无线接入技术集成，是第一个应用驱动的通信技术。它主要包括增强型移动带宽、海量物联网通信和高可靠低时延通信三大业务应用场景。

2 5G技术的特点

5G作为第五代移动通信技术发展高峰，与之前的4G相比有了很多改变和提升。具体有以下几点：

一是高速率。数据传输速率最高可达10Gbit/s，基站峰值不低于20Gbit/s，比当前的有线互联网要快，比4GLTE蜂窝网络快100倍。

二是低功耗。5G网络使用eMTC和NB-IoT技术。eMTC增强型机器类型通信。它还有一个名字，叫作LTE-M，是基于LTE协议演进而来的，能使物与物之间更好地进行通信，最大限度地降低成本。

三是低时延。5G对时延的要求控制在1～10ms,有时甚至低于1毫秒。4G网络的时延为20～80ms。较低的网络延迟，更快的响应时间，5G网络不仅为手机提供服务，而且还将成为一般性的家庭和办公网络提供商，与有线网络提供商竞争。

四是泛在网。泛在网是指在社会生活中的每个角落都有网络存在[1]。5G是一个端到端的生态系统，融合多个业务、多种技术，为用户带来更智能化的生活，打造一个全移动和全连接的社会，在社会生活中的每个角落都有网络存在，实现随时、随地、万物互联。泛在网是全方位实现5G的基础，包含广泛覆盖和纵深覆盖两方面。

3 5G使用的主要技术

5G与之前的网络技术相比，有了极大的改变，整合了大量技术，是众多技术形成的一个“综合体”。

一是高频段传输。高频段传输是5G的一项关键技术。5G的频率分为FR1和FR2两个频段。FR1也叫Sub6G，频率范围在450～6000MHz；FR2又称为Above-6GHz或毫米波，频率范围在24250～52600MHz。FR1最大支持100Mbps带宽，主要作为基础覆盖频段，优点是频率低，绕射能力强，覆盖效果好。FR2最大支持400Mbps带宽，优点是超大带宽，频谱干净，干扰较小。

二是微基站。从1G到5G,电磁波频段越来越高，传输的数据量越来越大，电磁波在传输的过程中衰减也越来越大。这样就需要更多的基站，同样一个区域，一个4G基站就可以覆盖的，5G基站就需要2～3个基站，甚至更多才能达到同样的覆盖效果。基站体型变得越来越小。覆盖范围也变小，通常覆盖10米到几百米的范围。

三是新型多天线传输（Massive MIMO）。Massive MIMO技术通过大规模天线阵列以及波束赋形技术对每个用户分配专用的电波[2]。MIMO就是多进多出，即多根天线发送，多根天线接收。毫米级5G天线可以内置在手机里，甚至可以同时内置多根天线，实现大规模多天线传输。基站天线以“阵”的形式出现，即天线阵列。天线之间最理想的距离是半个波长以上。多天线传输效率比较高，但不能距离太近，否则会相互干扰，影响信号的收发。波束赋形通过调整天线阵列中每个阵元的加权系数产生具有指向性的波束来获得明显的阵列增益。在扩大覆盖范围、改善边缘吞吐量以及干扰抑止等方面有很大的优势。

四是D2D通信。D2D通信是一种基于蜂窝系统的近距离数据直接传输技术。D2D会话的数据直接在终端之间进行传输，从而实现短距离直接通信，提高数据传输速率，时延低，功耗小。另外端对端快速传输，使终端能够广泛分布，这样众多终端不用挤在一个基站里，从而提升频谱效率，降低终端发射功率，有效节约大量的空中资源，同时也极大地减轻了基站的传输压力。

五是超密集组网。5G网络超密集组网。基站间距缩小，应用各种频段资源、无线接入方式及类型的基站组成宏微异构的超密集组网架构。主要通过宏基站+ 微基站及微基站+ 微基站两种模式来实现资源调度。超密集异构组网有效改善了网络覆盖，扩展了系统容量，提高网络的功率和频谱效率，增强了业务在不同接入技术和各覆盖层次间的灵活性。

六是多RAT技术融合。5G网络是由多项技术共同组合在一起的网络形态。各种无线接入技术的融合，需要通过集中的无线网络控制能力实现。它主要包括：智能接入控制与管理、多RAT无线资源管理、协议与信令优化以及多制式连接技术。通过RAT技术融合，5G网络实现了同时在一个终端上接入多个不同制式的网络节点、终端上多流并行传输，对多网络的无线资源进行联合管理与优化、共享和分配以及业务在不同接入技术的网络之间实现动态分流和汇聚。