解放军95072部队信息保障处
一、引言
5G是指第五代移动电话行动通信标准，也称第五代移动通信技术，其通信技术是4G之后的延伸，核心原理是通过完善一组技术来提升性能，满足多样化的需求，目前的理论研究中5G网络的最大下载速度为10Gb/s（相当于下载速度1.25GB/s）；凭借极速的传输速率、超大的需求容量接入、极短的网络延时且具有开放性架构的技术设计，5G在新信息化时代具有广泛的应用场景与发展前景。
根据赛迪顾问发布的《2018年中国5G产业与应用发展白皮书》分析，我国5G产业总体市场规模至2026年将达到1.15万亿元，比4G产业总体市场规模增长接近50%。我国5G的发展较晚，但是投入的资源较多，目前在5G技术的研发中积累了一定的优势，但是由于全球5G都处于技术变革的过程中，目前我国5G技术还没有取得绝对的技术优势，本文重点对5G通信的核心技术与发展趋势进行探究。
二、5G通信的核心技术
（一）OFDM优化的波形与多址接入技术
OFDM技术可以扩展至大带宽应用，兼容性较强、频谱效率相对较高、信号抗干扰性强，更为重要的是能耗低，故而成为第四代通信技术（4G）普遍采用的技术，通过对OFDM技术进行优化（通过加窗或滤波增强频率本地化、在不同用户与服务间提高多路传输效率），可以使得其具有更高效的频谱效率、更简单的数据传输属性，从而实现了5G高速、可靠的数据传输需求。多址接入进一步优化5G技术传输的稳定性，也提升频谱效率，最终使得5G具有更强的连接性能。
（二）新型网络框架搭建技术
5G通信的应用价值体系在于其能应用于多个场景，满足多种服务需求，故而5G的网络架构必须更加灵活、简单，从而实现其数据多路径传输效率的提升。第一，可以扩展的时间间隔，可以将一次傅里叶变换的时延降低为4G通信技术下的12.5%，也就是说从1.14ms降低至143μs，最为关键的是这种灵活的架构可以实现同频率不同TTI的多路径数据传输；第二，自包含集成子帧，该技术的核心原理在于通过构建复合的网络架构，把数据的传输（transmission）和确认（acknowledgement）
包含在一个子帧内，通信时延会出现明显的降低，与可扩展的时间间隔相似，该技术也可以实现同一频率的多路传输。
（三）集群化的无线技术
5G是对现有技术的集成，通过技术的组合实现通信信息传输性能的提升，这个特征在集群化的无线技术中表现的最为明显。第一，5G通过采取MassiveMIMO技术，布局多个基站，从而实现信道容量的显著提升，加上智能波束成型技术（如3D波束成型技术），使得信号的集中度提升，由此扩展了信号的覆盖区域广度；第二，5G通过采用mmWave技术和频谱共享技术，使得我们对于高频段频谱的使用成为现实，实现客户极速的数据传输体验；5G技术通过利用基站和设备内的多根天线，配合智能波束成型和波束追踪算法，可以显著提升5G毫米波覆盖范围，排除障碍物对信号的干扰。
三、5G通信技术的发展趋势
（一）5G将强化垂直行业的技术融合与创新，实现应用场景的拓展与服务体验的优化
目前，人工智能、智慧农业、智能驾驶等领域都有5G技术的应用，但是在实践中仍然发现5G仅仅是一个信息技术，5G技术的应用只是优化了行业的信息传输效率与可靠性，但是并没有真正给行业的功能提升带来突破性的变化，这是5G技术面临的困境，鉴于此，笔者认为未来5G技术必须要与垂直应用行业的核心技术相结合，从而真正解决客户的需求痛点，如智能驾驶如何实现多路况情况下车辆智能系统的极速反应，最终实现应用场景的拓展与服务体验的优化。
（二）5G将注重数据传输安全防护技术研发，实现通信信息的安全与体系系统的稳定
在5G技术的众多安全技术中，多地址、云化的数据储存、虚拟化网络架构等技术应用虽然在一定程度上能改善客户的需求，但是在信息化时代，信息安全也是不可忽视的问题。因此，笔者认为在未来的5G技术发展过程中，其信息传输安全会越来越受到通信运营商的重视，因为单单依靠高效的传输效率并不能真正立足于商业市场，尤其是广泛应用的5G技术如果容易被黑客攻击，那么产生的后果难以想象。如智慧医疗被黑客攻击使得手术突然间停止、自动驾驶的汽车突然被黑客控制车辆智能驾驶系统，故而未来5G技术中会加入更多的安全防范技术。
四、结语
总而言之，21世纪的5G技术将是改变各行各业业务形态的基础性技术，会有越来越多的行业与场景应用5G，目前我国虽然在5G技术的发展方面积累了一定的技术优势，但是仍集中在5G的标准制定方面，而在于无线技术、多址技术等5G核心技术方面仍存在不足，因此未来我国应该进一步强化对5G技术的研发支持，要培育一批龙头企业，注重并鼓励自主知识产权的创新，真正掌握5G标准建设和产业化的主动权，实现信息化产业的做大做强。
参考文献
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