為了適應(yīng)各種運(yùn)營(yíng)和不同場(chǎng)景，5G網(wǎng)絡(luò)需要在許多技術(shù)領(lǐng)域取得突破，以解決現(xiàn)有問(wèn)題。同時(shí)，關(guān)鍵的5G技術(shù)尤其包括超密集網(wǎng)絡(luò)，毫米波通信，大規(guī)模MIMO，單頻雙工和D2D等技術(shù)。

　　（1）超緊湊型網(wǎng)絡(luò)

　　為了滿(mǎn)足未來(lái)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)流的需求，5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)在單個(gè)區(qū)域內(nèi)的4G網(wǎng)絡(luò)上將數(shù)據(jù)量增加1000倍，通常是通過(guò)減少鄰居覆蓋范圍，提高空間利用率并擴(kuò)大頻譜范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)的。考慮到微區(qū)的覆蓋范圍目前很小，并且像以前一樣，微區(qū)覆蓋的進(jìn)一步減少受到碎片的阻礙，因此緊湊型微區(qū)的部署已成為增加5G內(nèi)數(shù)據(jù)量的主要方法。即使在4GLTE系統(tǒng)中，宏站的范圍內(nèi)也部署了一個(gè)小區(qū)域，這是一頂帽子，從而提高了其功率。

　　超緊湊型網(wǎng)絡(luò)示意圖

　　盡管超緊湊型網(wǎng)絡(luò)是帽子網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，但局部熱點(diǎn)中的超密集網(wǎng)絡(luò)廣泛部署了低功率傳輸節(jié)點(diǎn)，這導(dǎo)致了一個(gè)事實(shí)，即低功率傳輸節(jié)點(diǎn)之間的距離超過(guò)10m甚至更長(zhǎng)，從而可以同時(shí)進(jìn)行維修多個(gè)低功率節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)。由于微型，小型和中型Internet站點(diǎn)的高密度，以及這些站點(diǎn)的低功耗和有限的覆蓋范圍，因此用戶(hù)和基站之間的距離比網(wǎng)絡(luò)更接近網(wǎng)絡(luò)。考慮到有限的可用頻譜資源，為了增加系統(tǒng)容量，只能考慮增加頻譜使用頻率的問(wèn)題。通過(guò)增加網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度來(lái)增加網(wǎng)絡(luò)密度會(huì)增加每單位面積頻譜的使用頻率，從而增加其容量。但是，網(wǎng)絡(luò)容量不會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)密度的增加而無(wú)限地增加，并且在網(wǎng)絡(luò)密度達(dá)到一定水平后，頻譜效率的增加將變得極其緩慢。因此，在實(shí)際部署網(wǎng)絡(luò)的情況下，網(wǎng)絡(luò)部署的強(qiáng)度也受到限制。

　　盡管UDN可以是通過(guò)密集部署基站并提高用戶(hù)速度來(lái)擴(kuò)展對(duì)系統(tǒng)的訪問(wèn)的有效手段，但由于其密集部署的特殊性，也會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。由于SME與SME之間的距離縮短，因此與以前的通信系統(tǒng)相比，UDN干擾問(wèn)題變得更加復(fù)雜。當(dāng)前，UDN干擾主要與頻譜資源的分離，不同覆蓋級(jí)別的異構(gòu)現(xiàn)象以及來(lái)自許多最終用戶(hù)的干擾有關(guān)。面對(duì)這種干擾，UDN的優(yōu)勢(shì)變得更加嚴(yán)峻。因此，站點(diǎn)選擇，節(jié)點(diǎn)之間的共享，消除干擾已經(jīng)成為超密集網(wǎng)絡(luò)中的重要問(wèn)題。為了回答這些問(wèn)題，UDN還提供了諸如虛擬社區(qū)和微區(qū)集群之類(lèi)的技術(shù)來(lái)解決這些問(wèn)題。

　　（2）毫米波通信技術(shù)

　　毫米波的頻率范圍通常在30GHz至300GHz范圍內(nèi)，是指VHF頻段，而MMW則是指使用MMV作為載波的通信媒體。另外，毫米波具有“大氣窗口”和“衰減峰”，其中“大氣窗口”的頻率范圍用于點(diǎn)通信，并且“衰減峰”可以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)安全性要求；已經(jīng)達(dá)到一個(gè)重要階段，預(yù)計(jì)到2020年，將在5G毫米波上建立正式的商業(yè)通信。5G毫米波通信系統(tǒng)將提供內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的通信，還將在更廣泛的信息平臺(tái)內(nèi)提供無(wú)縫的用戶(hù)自我管理，從而提供低延遲和高數(shù)據(jù)處理速率的服務(wù)。5G毫米波通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，它提供了低時(shí)延的高速數(shù)據(jù)連接服務(wù)。另外，毫米波系統(tǒng)具有非常寬的頻帶，窄的波束和更可靠的保密性。

　　適用于5G無(wú)線(xiàn)設(shè)備的一流寬帶毫米波射頻合成器

　　當(dāng)前，與毫米波通信系統(tǒng)有關(guān)的以下問(wèn)題尚待解決：例如，毫米波范圍內(nèi)從家到家的消息傳輸中的大量損失，以及如何克服這種高損失的問(wèn)題是緊迫的任務(wù)。另外，重要的研究領(lǐng)域是毫米波在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸問(wèn)題，信道在自由空間中傳播的特性。

　　（3）大規(guī)模MIMO技術(shù)

　　MIMO意味著在發(fā)射結(jié)束和接收結(jié)束時(shí)反復(fù)增加系統(tǒng)容量的模式下，使用幾個(gè)發(fā)射天線(xiàn)和一個(gè)接收天線(xiàn)來(lái)發(fā)送和接收信號(hào)。由于傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)中計(jì)算的高度復(fù)雜性，出現(xiàn)了與時(shí)延有關(guān)的問(wèn)題，并提出了大規(guī)模MIMO技術(shù)。通常，成千上萬(wàn)的發(fā)射和接收天線(xiàn)接收大量用于大型MIMO基站的天線(xiàn)，而用戶(hù)使用一根天線(xiàn)，通過(guò)修改基站而無(wú)需顯著更新用戶(hù)終端來(lái)提高系統(tǒng)的頻率利用率。在多用戶(hù)MIMO情況下，可以通過(guò)天線(xiàn)配置大規(guī)模MIMO，以便同時(shí)使用必要的資源向多個(gè)用戶(hù)提供服務(wù)。

　　MIMO技術(shù)

　　盡管MIMO可以多次提升電梯系統(tǒng)的信道容量，在相同的時(shí)間頻率范圍內(nèi)為多個(gè)用戶(hù)提供服務(wù)，但在有限范圍內(nèi)的波束集中方面具有許多優(yōu)勢(shì)，可以減少更寬波束造成的干擾并增加頻率效率。但是，在實(shí)際部署過(guò)程中，低成本天線(xiàn)的配置問(wèn)題，控制頻率的污染以及信道特性成為阻礙IMO大規(guī)模部署的因素。有效解決這些問(wèn)題已成為IMO研究的重要領(lǐng)域。

　　（4）在相同頻率下并行

　　盡管MIMO和OFDM技術(shù)可以有效地提高系統(tǒng)的頻譜效率，但是隨著無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)需要提高頻譜效率。當(dāng)前，通信系統(tǒng)主要用于使用雙工和半雙工系統(tǒng)來(lái)發(fā)送或接收信號(hào)，這不允許在相同的時(shí)間頻率范圍上接收和接收信號(hào)，這導(dǎo)致頻譜資源的重大損失。同時(shí)，基于使用兩級(jí)技術(shù)的技術(shù)可以同時(shí)從通信雙方發(fā)射或接收信號(hào)，從而克服了TDD和FDD系統(tǒng)中頻譜資源使用的限制，并使頻譜資源的使用更加靈活。

　　現(xiàn)代通信中同頻同時(shí)全雙工系統(tǒng)

　　從理論上講，使用該技術(shù)會(huì)使頻譜效率提高一倍［C4］。盡管許多文獻(xiàn)證實(shí)了雙頻技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)，但其抗干擾能力卻很高。實(shí)際上，在相鄰的微區(qū)中，主要存在單頻干擾問(wèn)題，這些部門(mén)同時(shí)會(huì)在單頻推挽技術(shù)中遇到嚴(yán)重問(wèn)題。

　　（5）使用D2D技術(shù)

　　D2D技術(shù)是通信終端之間的直接連接，而無(wú)需基站的幫助。］眾所周知，傳統(tǒng)的蜂窩通信系統(tǒng)在大多數(shù)情況下都使用基站來(lái)覆蓋微區(qū)，并且基站的位置通常是固定的，因此從組織的角度來(lái)看，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)不夠靈活。隨著無(wú)線(xiàn)多媒體操作數(shù)量的增加，基站的傳統(tǒng)配置不再能夠滿(mǎn)足用戶(hù)在各種條件下的操作需求。考慮到D2D是直接的短鏈路，并且信道質(zhì)量高，它可以提供更高的數(shù)據(jù)處理速率，更低的時(shí)間間隔和更低的功耗。使用D2D技術(shù)成為了業(yè)內(nèi)的共識(shí)。

　　D2D技術(shù)示意圖

　　作為2020年之后專(zhuān)注于工業(yè)發(fā)展的新一代移動(dòng)通信技術(shù)，5G可以有效解決與大流量和數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)的問(wèn)題，因此被認(rèn)為是解決與移動(dòng)通信相關(guān)問(wèn)題的最佳解決方案。5G現(xiàn)在已成為全球移動(dòng)通信該領(lǐng)域的主要研究方向和技術(shù)難點(diǎn)。本文關(guān)于5G系統(tǒng)愿景和關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)行了深入的思考，這些想法也許能夠成為解決移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)支撐的最佳解決方案！