為了適應各種運營和不同場景，5G網絡需要在許多技術領域取得突破，以解決現有問題。同時，關鍵的5G技術尤其包括超密集網絡，毫米波通信，大規模MIMO，單頻雙工和D2D等技術。
（1）超緊湊型網絡
為了滿足未來無線數據流的需求，5G網絡應在單個區域內的4G網絡上將數據量增加1000倍，通常是通過減少鄰居覆蓋范圍，提高空間利用率并擴大頻譜范圍來實現的?？紤]到微區的覆蓋范圍目前很小，并且像以前一樣，微區覆蓋的進一步減少受到碎片的阻礙，因此緊湊型微區的部署已成為增加5G內數據量的主要方法。即使在4GLTE系統中，宏站的范圍內也部署了一個小區域，這是一頂帽子，從而提高了其功率。
　　
超緊湊型網絡示意圖
盡管超緊湊型網絡是帽子網絡的演進，但局部熱點中的超密集網絡廣泛部署了低功率傳輸節點，這導致了一個事實，即低功率傳輸節點之間的距離超過10m甚至更長，從而可以同時進行維修多個低功率節點的用戶。由于微型，小型和中型Internet站點的高密度，以及這些站點的低功耗和有限的覆蓋范圍，因此用戶和基站之間的距離比網絡更接近網絡?？紤]到有限的可用頻譜資源，為了增加系統容量，只能考慮增加頻譜使用頻率的問題。通過增加網絡強度來增加網絡密度會增加每單位面積頻譜的使用頻率，從而增加其容量。但是，網絡容量不會隨著網絡密度的增加而無限地增加，并且在網絡密度達到一定水平后，頻譜效率的增加將變得極其緩慢。因此，在實際部署網絡的情況下，網絡部署的強度也受到限制。
盡管UDN可以是通過密集部署基站并提高用戶速度來擴展對系統的訪問的有效手段，但由于其密集部署的特殊性，也會出現一些問題。由于SME與SME之間的距離縮短，因此與以前的通信系統相比，UDN干擾問題變得更加復雜。當前，UDN干擾主要與頻譜資源的分離，不同覆蓋級別的異構現象以及來自許多最終用戶的干擾有關。面對這種干擾，UDN的優勢變得更加嚴峻。因此，站點選擇，節點之間的共享，消除干擾已經成為超密集網絡中的重要問題。為了回答這些問題，UDN還提供了諸如虛擬社區和微區集群之類的技術來解決這些問題。
（2）毫米波通信技術
毫米波的頻率范圍通常在30GHz至300GHz范圍內，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”的頻率范圍用于點通信，并且“衰減峰”可以滿足網絡安全性要求；已經達到一個重要階段，預計到2020年，將在5G毫米波上建立正式的商業通信。5G毫米波通信系統將提供內聯網和大數據的通信，還將在更廣泛的信息平臺內提供無縫的用戶自我管理，從而提供低延遲和高數據處理速率的服務。5G毫米波通信系統的優勢在于，它提供了低時延的高速數據連接服務。另外，毫米波系統具有非常寬的頻帶，窄的波束和更可靠的保密性。

適用于5G無線設備的一流寬帶毫米波射頻合成器
當前，與毫米波通信系統有關的以下問題尚待解決：例如，毫米波范圍內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題是緊迫的任務。另外，重要的研究領域是毫米波在異構網絡中的傳輸問題，信道在自由空間中傳播的特性。
（3）大規模MIMO技術
MIMO意味著在發射結束和接收結束時反復增加系統容量的模式下，使用幾個發射天線和一個接收天線來發送和接收信號。由于傳統MIMO系統中計算的高度復雜性，出現了與時延有關的問題，并提出了大規模MIMO技術。通常，成千上萬的發射和接收天線接收大量用于大型MIMO基站的天線，而用戶使用一根天線，通過修改基站而無需顯著更新用戶終端來提高系統的頻率利用率。在多用戶MIMO情況下，可以通過天線配置大規模MIMO，以便同時使用必要的資源向多個用戶提供服務。
MIMO技術
盡管MIMO可以多次提升電梯系統的信道容量，在相同的時間頻率范圍內為多個用戶提供服務，但在有限范圍內的波束集中方面具有許多優勢，可以減少更寬波束造成的干擾并增加頻率效率。但是，在實際部署過程中，低成本天線的配置問題，控制頻率的污染以及信道特性成為阻礙IMO大規模部署的因素。有效解決這些問題已成為IMO研究的重要領域。
（4）在相同頻率下并行
盡管MIMO和OFDM技術可以有效地提高系統的頻譜效率，但是隨著無線網絡的發展，新一代移動通信網絡需要提高頻譜效率。當前，通信系統主要用于使用雙工和半雙工系統來發送或接收信號，這不允許在相同的時間頻率范圍上接收和接收信號，這導致頻譜資源的重大損失。同時，基于使用兩級技術的技術可以同時從通信雙方發射或接收信號，從而克服了TDD和FDD系統中頻譜資源使用的限制，并使頻譜資源的使用更加靈活。

現代通信中同頻同時全雙工系統
從理論上講，使用該技術會使頻譜效率提高一倍［C4］。盡管許多文獻證實了雙頻技術在實際應用中的優勢，但其抗干擾能力卻很高。實際上，在相鄰的微區中，主要存在單頻干擾問題，這些部門同時會在單頻推挽技術中遇到嚴重問題。
（5）使用D2D技術
D2D技術是通信終端之間的直接連接，而無需基站的幫助。］眾所周知，傳統的蜂窩通信系統在大多數情況下都使用基站來覆蓋微區，并且基站的位置通常是固定的，因此從組織的角度來看，傳統的網絡不夠靈活。隨著無線多媒體操作數量的增加，基站的傳統配置不再能夠滿足用戶在各種條件下的操作需求?？紤]到D2D是直接的短鏈路，并且信道質量高，它可以提供更高的數據處理速率，更低的時間間隔和更低的功耗。使用D2D技術成為了業內的共識。
　　
D2D技術示意圖

作為2020年之后專注于工業發展的新一代移動通信技術，5G可以有效解決與大流量和數據傳輸相關的問題，因此被認為是解決與移動通信相關問題的最佳解決方案。5G現在已成為全球移動通信該領域的主要研究方向和技術難點。本文關于5G系統愿景和關鍵技術的進行了深入的思考，這些想法也許能夠成為解決移動網絡支撐的最佳解決方案！

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