第二代通信的电路交换，从而导致第三代(3rd-generation, 3G)系统无法在通信容 量与通信质量等方面满足移动用户的要求。

第四代移动通信系统诞生，其各项运行标准由国际电信联盟(International Telecommunications Union, ITU)电信标准局决定。美国 AT&T 公司已推出 4G 接 入(4G Access)网络，其可以基于增强型数据速率 GSM 演进(EDGE)条件下用户 向基站进行数据传输，其数据下载是在宽带正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术条件下进行。

新一代无线移动通信系统，即 5G，预计用于满足 4 年后(2020 年)的移动通

信需求[4]。在高速发展的移动互联网和不断增长的物联网业务需求共同推动下， 要求 5G 具备低能耗、低成本、安全可靠的特点，同时传输速率相比于目前要提 升 10 到 100 倍，峰值传输速率要求达到 10Gbit/s，连接设备密度增加 10 到 100

倍，端到端时延达到毫秒(ms)级，频谱效率提高 5 到 10 倍，流量密度达到现有 的 1000 倍，能够在移动终端 500km/h 的速率下仍然实现高质量通信，有良好的 用户体验。5G 的关键能力指标如图 1。1 所示。5G 将使信息通信突破时空限制， 带来极佳的用户交互体验；使人与外界的距离大幅度缩小，实现快速的互通互联

[5]。

图 1。1 5G 八大关键能力指标

由欧盟出资支持的 5G 研究项目 METIS(Mobile and Wireless Communications En-ablers for the 2020 Information Society)在 2012 年正式启动[6]，项目分为八个

组，分别着重研究场景需求、频谱分析、多天线技术、空口技术、网络架构、仿 真及测试平台等方面；英国政府和多家企业合作，创建了 5G 创新中心，主要研 究未来的用户需求、5G 网络关键性能指标以及核心技术；韩国由韩国科技部、 ICT 和未来计划部共同推动成立了韩国“5G Fo-rum”来自主研究 5G；中国，工 业和信息化部、发改委和科技部共同成立 IMT-2020 推进组，作为 5G 工作的平 台，旨在推动国内自主研发的 5G 技术成为国际标准[7]。

目前公布的 5G 主要技术，如：大规模天线阵列，超密集组网，新型多址， 全频谱接入，多点协作传输（Coordinated Multiple Points Transmission/Reception, CoMP）技术等关键技术都已获得了初步的研究。

1。2 研究现状

1。3 研究意义

5G 是基于第四代移动通信的演进。目前使用的 4G 通信存在着标准多、技 术难、容量有限、设施更新慢等一系列问题。预想将实现的真正的 5G 终端不仅 可以兼容 4G，同时还可以克服 4G 的问题。

5G 将会在基站覆盖区域内配置数十根甚至数百根以上的天线，即大规模

MIMO 技术，能够显著提高容量 10 倍或更多，同时能够以 100 倍的数量级提升

辐射能效(energy-efficiency)。大规模 MIMO 技术还具有使频谱效率提高 1 至 2

个数量级，增强抗非有意人造干扰和有意干扰的鲁棒性，提升能源效率 3 个数量 级等优点。

超密集组网是使基站部署密度增大，从而实现容量百倍量级的提升。未来网 络将会使现有的小区结构发生进一步的变化，使其分布化、微型化。而这两种变 化带来的干扰严重化，将会通过小区间的相互协作，使干扰信号变为有用信号来 解决。同时也缩短了通信距离，减少路径损耗，降低干扰，进一步提升了功率效 率和频谱效率，彻底解决了覆盖盲区问题，实现小区之间的负载均衡以及用户保 持无缝连接的需求，最大程度地提高整个网络的系统容量。