1.1 研究目的及意义

随着人们对信息通信需求的不断增加，信息通信在人们生活中所发挥的作用也越来越大，在过去 40 年的时间里，移动通信经历了飞跃式 发展，给人们工作模式、生活方式以及经济、政治等方面带来了深刻影响，人们一直在追求更高性能的移动通信网络。日益增长的数据流量以及智能终端的普及，导致第四代移动通信网络( 4G) 在容量、速率、频谱等方面已经不能满足人们对网络的需求。基于此，第五代移动通信网络( 5G) 应运而生。

5G 是面向2020年以后移动通信需求而发展的新一代移动通信系统。5G 作为新一代无线移动通信网络，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 具备低成本、低能耗、安全可靠的特点，同时传输速率提升 10 到 100 倍，峰值传输速率达到10 Gbit / s，端到端时延达到 ms 级，连接设备密度增加10 到 100 倍流量密度提升 1000 倍，频谱效率提升 5到 10 倍，能够在 500 km/h 的速度下保证用户体验。5G 将使信息通信突破时空限制，给用户带来极佳的交互体验;极大缩短人与物之间的距离，并快速地实现人与万物的互通互联。5G通信是通信行业发展的必然趋势，研究5G技术也是从业人员的必要目标。

5G通信在满足以往人与人之间通信需求的同时，旨在物联网实现通信。各种新的应用场景，新的业务类型，新的终端设备，使5G市场的发展充满了未知因素，因此，需要我们开展研究，明确5G的业务和关键技术指标，为5G 技术发展和系统设计指引方向。

目前，国内外已经逐渐明确了5G 的愿景和需求，如何将现有技术和多种潜在的新技术进行融合以实现 5G 网络成为下一步的研究与发展重点。

1.2 国内外研究现状

5G 已经成为国内外移动通信领域的研究热点。2013年初，我国成立了5G 移动通信研究小组，就5G 频谱、关键技术、发展前景等进行明确与研究，以便初步形成研究框架，尽快融入国际5G 发展。同年6月，以面向2020年移动通信应用需求为目标，我国启动了5G 移动网络863一期研究计划，着重对5G 无线传输、频谱开发、体系架构等关键技术进行研究，并开展无线传输技术试验项目与网络技术性能指标评估与系统设计工作。此外，研究工作拟采取的主要技术路线为基于大规模协作天线的超高效能无线传输技术、新型射频技术、超蜂窝无线网络技术等核心技术。为保证5G 移动网络研究工作顺利高效展开，我国根据实际情况成立了7个研究课题，将不同关键技术与其他研究内容分配到不同研究机构当中，这些研究机构包括华为、清华大学、东南大学、项目专家组等。

同时，2013 年初欧盟在第 7 框架计划启动了面向5G 研发的METIS (mobile and wireless communications enablers for the 2020 information society) 项目 , 由包括我国华为公司等 29个参加方共同承担; 韩国和中国分别成立了 5G 技术论坛和 IMT-2020(5G) 推进组, 目前, 世界各国正就 5G 的发展愿景、应用需求、候选频段、关键技术指标及使能技术进行广泛的研讨, 力求在 2015 年世界无线电大会前后达成共识, 并于 2016 年后启动有关标准化进程。

目前5G通信技术仍然处在研究阶段，究竟何种技术能够满足5G通信的需求仍未可知，但国内外的研究学者对此也有了一些研究。目前被普遍认同的关键技术大致分为以下几个方面。