5G移動通信網絡關鍵技術要點分析

張林旺+劉思宇+包峻名

【摘要】 移動通信技術發(fā)展迅速，也不斷改變人們的生活方式，為各個領域提供更多的便捷性。目前，4G通信技術已經發(fā)展的比較成熟，4G技術的不斷普及也表明了在未來，數據通信將會逐漸地代替語音通信，在通信行業(yè)中發(fā)揮更重要的作用。基于這樣的背景，5G移動通信已經慢慢變成各個國家的研究熱點。搶占先機，掌握其中的關鍵技術，不僅僅是單純的通信技術競爭，也是綜合國力的又一次較量。本文將對5G移動通信網絡的關鍵技術要點做出分析。

【關鍵詞】 5G移動通信 關鍵技術要點 分析

引言

目前，移動通信技術的發(fā)展已經經歷了2G、3G和4G階段，馬上進入第五代信息技術的時代，也就是5G移動通信網絡技術。電子信息技術的快速發(fā)展不斷推進通信技術的快速向前。移動通信網絡速度的不斷加快，極大地刺激整個市場，促進了消費。4G時代已經明顯看出移動數據在整個通信技術中發(fā)揮的突出作用。將5G通信技術不斷與其他前沿科技相結合，為社會謀求更多的便利是通信發(fā)展的最重要目標。因此研究其中的關鍵技術也將會是最近幾年最值得關注的話題。

一、5G移動通信網絡及其特點

1.1 5G移動通信網絡概述

目前，全球對于5G移動通信還沒有一個統一的定義，如何將高科技的相關技術應用到5G通信技術的研發(fā)當中，獲取先機，是各個國家都面臨的挑戰(zhàn)。通俗來講，5G移動通信是針對4G移動通信技術而言，是對第四代通信技術的不斷完善和擴展。在傳輸速率上，5G通信技術會有更加快速、穩(wěn)定的網絡；資源的利用率以及傳輸速率也會突破4G通信技術的限制。在這樣的基礎上，5G通信技術還會不斷加入更多的高科技專利技術，方便人們的生活和工作。根據前面幾代的發(fā)展周期，5G移動通信網絡技術預計在2020年投入使用，這也將會使通信歷史上的又一次偉大變革，值得所有人的期待。

1.2 5 G移動通信網絡的特點

使用5G移動通信網絡不僅會使得網絡平均吞吐率、移動數據的傳輸速度、互動式游戲等的新興移動業(yè)務等都得到極大地提升，而且還會在人性化設計上有所突破，提高用戶體驗。在傳統經典的移動通信技術中，會用到物理層傳輸以及信息的編譯碼等技術。5G通信技術將會摒棄這些技術，而在多點、多用戶、多天線、多小區(qū)共同合作網絡方面做出研究和創(chuàng)新，以提高整體性能。同時，5G移動通信盡可能做到室內無線網絡的全面覆蓋，加強對高頻段資源的使用，結合有線、無線、光載無線組網等技術進行綜合使用，使用戶能更加方便的使用移動數據網絡，得到更加優(yōu)質的用戶體驗[1]。

二、5G移動通信網絡的關鍵技術

2.1無線傳輸技術

2.1.1大規(guī)模MIMO技術

MIMO技術就是通常所說的大型天線系統，這種技術具有原材料成本廉價并且功耗低的優(yōu)點。MIMO多天線技術可以說是整個通信技術發(fā)展的核心技術，很多學者對于MIMO技術在3G、4G網絡的發(fā)展和普及中就已經作出了重點研究。到了5G通信技術的發(fā)展階段，此項技術依然是發(fā)展的重中之重，為了滿足5G移動通信能夠實現更好功能投入使用，此項技術還應該不斷完善。

天線的數量在整個通信技術的發(fā)展中是非常重要的，這對信息的傳輸以及頻譜的效率有決定性的作用。5G移動通信技術將會在之前的基礎上，增加天線的數量，收發(fā)端的天線配置升級就會優(yōu)化整個的信息傳輸效率。在通信技術的實際應用中，MIMO技術通常會采用集中分布和散落式分布兩種分布方式。這兩種方式的混合使用，使整個設備能夠更好地利用空間資源、提升空間分辨率，有效降低發(fā)射功率同時增加了抗干擾能力。信道模型的容量和頻譜效率問題將會是5G移動通信技術中MIMO技術的重點攻克對象。

2.1.2基于濾波器組的多載波技術

通常將基于濾波器組的多載波技術稱為OFDM技術，這種技術在通信技術中也扮演著重要角色，OFDM技術具有可對抗多徑效率、頻譜效率高的優(yōu)點。只是其中的循環(huán)前綴資源浪費以及高靈敏性還應該是我們繼續(xù)深入研究的問題。

除了要解決抗干擾能力。數據的傳輸速率也是此項技術用于5G移動通信網絡技術的重要方面。由于多載波技術是基于濾波器組設置的一項技術，一次對濾波器的硬件設計還有著極高的要求，目前這一方面還有待進步。

2.1.3全雙工技術

受到信號發(fā)射端和接收端自干擾的影響，全雙工通信技術并沒有在4G移動通信技術中得以實現。由于5G移動通信技術將對信號的支持提出更高的需求，全雙工技術的應用就必將成為5G移動通信技術的關鍵技術。收發(fā)信號之間的功率差是影響全雙工技術的重要因素，因此解決這一問題同時降低干擾將會是應用全雙工技術的前提環(huán)境。數字端干擾抵消和模擬端的干擾抵消兩項技術可以有效緩解這一問題。全雙工技術要想實現小規(guī)模的單小區(qū)模式向整體大帶寬模式發(fā)展，還需要對其做出進一步的研究[2]。

2.2無限網絡技術

2.2.1超密集異構網絡技術

作為5G移動通信網絡的又一核心技術，超密集異構網絡能夠提高系統的容量以及運行效率。通常情況下會通過縮短網絡階段與網絡終端之間的距離，來實現這些功能。超密集結構出現的問題就是自干擾能力，由于節(jié)點之間距離非常小，可以使用異型結構來改善這一問題。由于5G移動通信技術會增加收發(fā)端的天線數量，組網方式以及無限資源管理技術也會成為5G移動通信網絡技術的關鍵?？臻g上的動態(tài)變化是移動通信中不可避免的問題，尤其在不規(guī)則的小區(qū)結構中，這一問題會變得更加明顯。因此，如何改善對空間變化的適應能力，也會是研究中應該側重的問題。

2.2.2自組織網絡技術

作為智能化網絡的一種產物，自組織網絡技術依賴于移動通信網絡技術的發(fā)展水平。自組織網絡技術能夠使網絡的自我優(yōu)化能力和恢復能力得到提高。同時，自身的故障檢測也是一大技術亮點。如此一來就能夠自動排除相關的網絡故障問題，提高整體網絡的穩(wěn)定性。智能化是一個循序漸進的過程，在相關技術以及管理中，不斷研究和改進才能夠早日迎接完全智能化時代的到來[3]。

2.3 5G移動通信網絡中其他的關鍵技術

2.3.1毫米波通信技術

將微波技術向高頻做出相關延伸同時將光波技術向低頻技術做出發(fā)展，就形成了毫米波技術和相關理論。目前，波的頻段資源使用就全世界而言，依然是非常有限的。而毫米波資源相對來說要豐富得多，而且對毫米波并沒有做到充分利用。5G通信技術中由于增加了收發(fā)端的天線數量，這樣對波長的要求就變得更高，一般波長不能太長。實驗表明，將毫米波技術跟MIMO技術進行結合，會對數據的傳輸效率有很大的改善。因此。對毫米波的研究也會是5G移動通信時代的重要技術。

2.3.2 D2D通信技術

D2D通信技術在5G移動通信技術中，主要是為了提高用戶是體驗以及使用質量。最初的D2D通信技術是為了解決蜂窩網絡中的流量消耗過大的問題，在5G移動通信技術的研究中，發(fā)現這項技術可以使相關設備在基站范圍之外也可以連接到蜂窩網絡數據。D2D通信技術在通信的距離上，遠勝藍牙技術和WIFI技術；就功耗而言，D2D通信技術比WIFI更有優(yōu)勢；同時穩(wěn)定性也是藍牙技術不能達到的。D2D通信技術在實際應用中會給整個5G移動通信技術提供特別的支持[4]。

三、結束語

移動通信技術方便了人們的工作和生活。智能終端的快速發(fā)展，使相關行業(yè)對通信技術提出越來越高的要求。研究5G移動通信網絡的關鍵技術是目前整個通信行業(yè)共同關注的問題。如今，針對5G移動通信技術的有些問題，依然有很大的難關需要攻克。只有對相關的技術做出更加深入的研究，不斷完善，不斷改進。才能早日迎接一個全新的移動通信時代。

參 考 文 獻

[1]余莉.張治中.程方等.第五代移動通信網絡系架構機器關鍵技術[J].重慶郵電大學學報.2016.26（4）：427-433.

[2]王實.5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關鍵技術[J].信息通信.2015.12：253-254.

[3]G通信.羅德與施瓦茨公司支持未來移動通信網絡5G測試解決方案[J].電子測量與儀器學報.2016.30（2）：323-323.

[4]尤肖虎.潘志文.高西奇.曹淑敏.鄔賀銓.5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關鍵技術[J].中國科學：信息科學.2014（5）：12-13.