淺析移動(dòng)通信技術(shù)5G關(guān)鍵技術(shù)

【摘要】隨著時(shí)代的進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展，5G技術(shù)已成為我國(guó)各行各業(yè)發(fā)展中不可或缺的一部分。5G技術(shù)與傳統(tǒng)的4G技術(shù)具有明顯的差異，可以使用5G基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算技術(shù)的要求更為嚴(yán)格，因此為了進(jìn)一步促進(jìn)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各行業(yè)中的創(chuàng)新和應(yīng)用，更需要借助云計(jì)算技術(shù)對(duì)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而提高5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。

【關(guān)鍵詞】移動(dòng)通信技術(shù);5G技術(shù)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，移動(dòng)通信從2G、3G、4G發(fā)展到5G，5G移動(dòng)技術(shù)得到了顯著性的發(fā)展，并且在生活中扮演著重要的角色。當(dāng)前，世界各國(guó)都給予5G技術(shù)足夠的重視，成為各國(guó)重點(diǎn)研究的對(duì)象。而我國(guó)在5G移動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域取得了較大的突破，但在具體研究中還存在一定的問(wèn)題，需要我國(guó)逐漸加大科研力度，逐漸提升5G移動(dòng)通信技術(shù)的科技含量，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，部分核心技術(shù)問(wèn)題將會(huì)被攻破，屆時(shí)5G移動(dòng)通信技術(shù)也會(huì)發(fā)揮著重要的作用，致力于社會(huì)各領(lǐng)域的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的繁榮與穩(wěn)定。

1、5G移動(dòng)通信技術(shù)

5G移動(dòng)通信技術(shù)是繼2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)之后的新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)，是當(dāng)前通信領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮耐ㄐ偶夹g(shù)。華為通信有限公司作為世界通信領(lǐng)域的重要支柱，為我國(guó)5G通信技術(shù)的發(fā)展提供了多種技術(shù)。另外針對(duì)當(dāng)前應(yīng)用的4G網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)技術(shù)，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有一系列的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，成為推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要內(nèi)容。5G移動(dòng)通信技術(shù)的傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)4G通信技術(shù)，傳輸峰值可以達(dá)到10Gbit/s，是4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)傳輸速度的100倍，并且還具有超低的傳輸延遲，可以有效改善傳統(tǒng)4G移動(dòng)通信技術(shù)的丟幀問(wèn)題。例如，5G移動(dòng)通信技術(shù)的延遲時(shí)間小于1ms，而4G移動(dòng)通信技術(shù)則普遍在30～70ms。由此可見(jiàn)，低延遲的5G移動(dòng)通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更為安全、高效、穩(wěn)定的傳輸成效，為家庭和企業(yè)提供多種通信服務(wù)，滿足對(duì)應(yīng)的通信要求，即便與有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)比，也同樣具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，成為推動(dòng)通信領(lǐng)域發(fā)展和進(jìn)步的重要技術(shù)。

2、移動(dòng)通信技術(shù)5G關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中高精度同步傳送技術(shù)

目前5G技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，第三代5G合作伙伴計(jì)劃已經(jīng)明確提出，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的基本業(yè)務(wù)，不僅需要5G技術(shù)在傳輸過(guò)程中有很高的時(shí)延要求，而且需要5G實(shí)現(xiàn)超短幀，據(jù)相關(guān)調(diào)查研究表明，這一要求在國(guó)內(nèi)業(yè)界尚未形成具體的指標(biāo)，相關(guān)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，應(yīng)保持在幾百納秒級(jí)。高精度同步傳送技術(shù)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用時(shí)，主要呈現(xiàn)以下三大特點(diǎn)：第一，高精度同步傳送技術(shù)可以在最大限度上提升設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的靜態(tài)性的誤差，技術(shù)人員通過(guò)將單個(gè)1588v2的邊界時(shí)鐘設(shè)備靜態(tài)誤差調(diào)整到商業(yè)級(jí)別的應(yīng)用水平，就可以實(shí)現(xiàn)信息在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中高精度同步傳輸;第二，在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中所使用的G-metero技術(shù)可以對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)鏈路中時(shí)間傳輸精度和鏈路經(jīng)過(guò)跳數(shù)進(jìn)行降低，這樣便可以提高信息在傳輸過(guò)程中的精準(zhǔn)性;第三，高精度同步傳送技術(shù)在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用時(shí)還可以將小型化的時(shí)間同步節(jié)點(diǎn)設(shè)備下調(diào)至5G基站位置，這樣就可以在一定范圍內(nèi)減少移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中鏈路經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息在傳輸過(guò)程中與時(shí)間同步精準(zhǔn)。

2.2 M2M、D2D通信技術(shù)

M2M、D2D通信技術(shù)在5G移動(dòng)通信技術(shù)中十分關(guān)鍵，其中M2M技術(shù)能夠讓各個(gè)機(jī)器之間相互通信，及時(shí)地處理通信中遇到的各個(gè)問(wèn)題，給予相對(duì)應(yīng)的答復(fù)，并提供相應(yīng)的信道資源，實(shí)現(xiàn)交互式服務(wù)，有效地滿足常見(jiàn)的協(xié)議。而D2D技術(shù)也能夠讓各個(gè)設(shè)備之間相互通信。具體來(lái)看，M2M的體系結(jié)構(gòu)中涵蓋了機(jī)器、應(yīng)用、中間件、通信網(wǎng)絡(luò)和M2M終端，如圖1所示。M2M技術(shù)可能會(huì)發(fā)生信道過(guò)載的問(wèn)題，所以必須要加對(duì)其控制，不斷規(guī)范其應(yīng)用過(guò)程。D2D技術(shù)的應(yīng)用，讓用戶在操作中具有更多的靈活性，其可以脫離網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程。這種模式全面打破了傳統(tǒng)空間和時(shí)間的限制，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅惩ㄐ裕@種方式大大克服了基站位置固定的限制，提升了數(shù)據(jù)的傳輸速率，時(shí)間延長(zhǎng)相應(yīng)的現(xiàn)象也更短。D2D技術(shù)實(shí)現(xiàn)了通信模式的轉(zhuǎn)變，目前凸顯了以用戶為中心的原則，就算面臨了復(fù)雜的通信需求，也能夠顯著增加用戶的使用感受。

2.3合理利用低頻資源

根據(jù)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)建設(shè)難點(diǎn)來(lái)看，其中終端結(jié)構(gòu)因發(fā)射功率、天線數(shù)量等因素帶來(lái)一定的制約性影響，因此也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)大范圍的覆蓋率，再加上5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用比較普遍的頻率為中低頻段。從整體上來(lái)講，將中低頻段作為上行覆蓋頻率不是其中最恰當(dāng)選擇，但可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)實(shí)際來(lái)選擇符合實(shí)際的現(xiàn)有頻段。隨著5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大化運(yùn)行和發(fā)展，以往傳統(tǒng)模式下所使用的網(wǎng)絡(luò)也會(huì)逐步被社會(huì)所淘汰，對(duì)推動(dòng)社會(huì)發(fā)展而言具有積極性意義。從整體上來(lái)看當(dāng)前我國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有很好的發(fā)展前景，為社會(huì)的發(fā)展提供了穩(wěn)定的信息傳遞基礎(chǔ)，這對(duì)加快提升國(guó)家綜合國(guó)力而言具有很好的促進(jìn)意義。

2.4自組織網(wǎng)絡(luò)

傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需要人工進(jìn)行操作和維護(hù)，從而會(huì)產(chǎn)生大量的人工維護(hù)成本，而且對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化程度十分有限。而5G移動(dòng)通信技術(shù)也面臨著同樣的問(wèn)題時(shí)，可以充分發(fā)揮5G通信技術(shù)自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效應(yīng)用，尤其是自組織網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自我規(guī)劃以及自我配置，同時(shí)還能夠針對(duì)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題進(jìn)行自我優(yōu)化，滿足網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的基本需求。自我配置是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)備需求，可以實(shí)現(xiàn)即插即用，同時(shí)對(duì)應(yīng)的設(shè)備成本、升級(jí)成本、安裝成本等具有顯著的優(yōu)勢(shì)。而自我優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)量的有效減少，從而提升網(wǎng)絡(luò)通信的服務(wù)質(zhì)量以及運(yùn)行性能。自我愈合是指5G移動(dòng)通信技術(shù)可以結(jié)合系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行自我檢測(cè)、定位排查以及故障處理，減少人工的維修需求以及網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題。自我規(guī)劃是通過(guò)現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)安排和統(tǒng)籌，并將相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行規(guī)劃和執(zhí)行，滿足網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)際需求，并為通信管理中心提供對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)和結(jié)果。

2.5移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)普及應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)

在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中所使用的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)主要是將三個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)分割成多個(gè)虛擬化的邏輯網(wǎng)絡(luò)，然后將每一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)分別對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。用戶在使用5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程，通信公司便可以根據(jù)用戶的需求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切片的隨機(jī)定制，通過(guò)在物理基礎(chǔ)設(shè)施上提供具有彈性能力和不同特性功能的定制化網(wǎng)絡(luò)，便可以滿足當(dāng)前市場(chǎng)中用戶的需求。

結(jié)語(yǔ)：

當(dāng)前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中隨著5G技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的普及應(yīng)用，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化進(jìn)程和創(chuàng)新模式隨之大跨度發(fā)展，這也逐漸加深了社會(huì)中受眾用戶對(duì)5G技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的認(rèn)知。因此通過(guò)積極探索5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化路徑，便可以更好地促進(jìn)社會(huì)中移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：

蔣振文（130729198510062110），河北省張家口。