第五代移動通信關鍵技術研究

崔 磊，王慧瑩

（1.哈爾濱人民防空辦公室，哈爾濱 1 50000；2.東北農業大學成棟學院，哈爾濱 150000）

信息通信在人們生活中發揮的作用越來越大，將會成為維持整個社會生態系統正常運轉的動脈。

1 第五代移動通信技術

第五代移動通信技術目前有五大應用的場景，分別是超高速場景、支持大規模人群、可靠的實時連接、實時的物物通信、實時的最佳體驗。而第五代移動通信需要達到五個性能目標，一是其傳輸的速率要達到10GB/s，二是頻譜的效率要提高到四代的10倍左右，三是業務的時間延遲要小于5m/s，四是網絡容量要提升1000倍，是能量效率要提升10倍。這時的第五代移動通信網絡不再是單的速率的提升，是能夠提供更多的應用以及良好的用戶體驗。而第五代移動通信網絡的主要走向則體現在以下幾個方面：

其一，無線接入技術。第三代移動通信技術和第四代移動通信技術是第三代合作伙伴計劃標準化組織研究的重點，與此同時，IEEE標準化組織引入了不同種類的無線局域寬帶系統，這些系統的變化，是從頻分和寬帶碼分多址逐漸變化為正交頻分多址接入的技術，這一方向主要的目的是改善資源的利用率。

其二，蜂窩覆蓋的范圍正在逐漸減小。隨著Micro等小蜂窩技術的演進，因此蜂窩覆蓋范圍的縮小已經成為了將來網絡發展的趨勢，尤其是在高度發達的商業化地區。由于小蜂窩具有隨機部署的特性，因此會出現小蜂窩的密集分布，有時還會出現超密集分布，利用這種方法來提高接入傳輸的速率和網絡的容量，由此可以發現，第五代移動通信技術肯定是一個超密集的網絡。

2 第五代移動通信網絡的架構

第五代移動通信網絡的架構主要分為三個大的模塊：接入網、網絡部署場景以及核心網。在場景部署的時候，要將室內和室外場景進行相應的區分處理。一般室外主要是借助分布式天線和較大規模的MIMO配備基站，一般是將天線元件分散在小區當中，而且相互之間的連接是通過光纖進行連接的。對移動終端的部署一般可以動態地改變其到運營商核心網絡的連接，而且提升了室外的覆蓋率。而對于室內用戶來說，只是需要與安裝在室外建筑的大型天線陣列的室內AP進行通信，這樣就可以有效地利用適用于短距離通信的技術來實現高速率的傳輸。

而在接入網設計的時候有幾個特點：第一，異構多接入技術的融合，這一技術主要是用一個單一無線控制器進行相應的操作，而且要對SRC有幾點要求，首先是增強現有的接口，其次是SRC向后兼容，再次是SRC不會影響傳統的空中接口，這樣就可以達到提升無線資源利用率的作用，從而確保統一地接入網絡。第二，基站資源的虛擬化，資源分配集中控制是在集中式基站部署上，基帶處理單元的基帶處理逐漸由SRC得以實現，在原有的基礎上實時云架構的虛擬化基站，最終實現頻譜資源的動態調度，實現統一平臺上的多種無線網絡功能。

核心網具有以下特點：其一，核心網能夠實現控制與轉發的分離，SDN是一種新興的網絡體系結構，在控制平面當中，集中式網絡控制器主要負責將網絡分離后的數據轉發平面上的流量分配給網絡元件，最終實現路由決策和協議等功能。其二，核心網能夠實現物理硬件與邏輯分離，核心網主要是利用IT虛擬化技術，將核心網設備轉移到了高性能服務器，將核心網中的功能從專用硬件移植到通用虛擬機平臺。以此簡化了硬件平臺設計，使得組網靈活，而且也降低了組網的成本。

3 第五代移動通信網絡關鍵技術

3.1 D2D通信

現階段，社交網絡等應用的逐漸流行使得人們對近距離數據通信的需求也在逐漸地增加，但是從目前的實際情況來看，蜂窩系統存在覆蓋和功耗等方面的問題，還很難完全滿足不同業務在實時性的獨特需求，所以說第五代移動通信中研究D2D通信是非常有必要的。D2D通信作為第五代移動通信技術的關鍵技術之一，對蜂窩通信起到了非常好的支撐作用，而且能夠有效地實現大幅度的無線數據流量增長，能夠有效地實現實時性和可靠性的目的。

3.2 大規模MIMO

所謂的MIMO系統就是發送端和接收端都放置天線，從而形成一個MIMO通信鏈路。這種辦法可以為無線信道帶來更大的自由度，以此來容納更多的信息數據，而且MIMO還能夠在不增加帶寬的情況下增加系統的傳送距離。

3.3 綠色通信

隨著第五代移動通信技術智能化的引入，使得通信技術在確保用戶體驗的前提下能夠為異構網絡的部署提供節能的方案，但是，想要真正地實現綠色通道，高效傳輸機制的實現是非常重要的，因此需要很多新型的網絡節點以及構成的組件，這一問題是目前各個研究人員都在急迫解決的問題。

［1］ 林濤，唐暉．內容感知網絡架構［J］.中興通訊技術，2011，17（2）：7-9．

［2］ 徐國珍，蔣偉，劉安，等．有限反饋下大規模MIMO系統性能仿真［J］.重慶郵電大學學報（自然科學版），2012，24（5）：589-594．