淺析5G網絡技術研究現狀

柯英偉

摘要5G網絡技術是新一代的移動通信技術，本文主要是從5G網絡技術發展的核心技術進行分析，對各種技術進行了分析總結，針對5G網絡技術的發展進行了概述，最后對5G網絡技術的發展進行了總結和展望。

關鍵詞：5G網絡技術；移動通信；互聯網

1.前言

從目前網絡技術發展現狀來看，4G是現階段使用最多的技術，但是整個業界已經開始了對5G的研討和研發，5G簡單的來說是形成人與物和物與物之間的高速連接，實現整個網絡，終端，無線和業務的進一步融合。5G可以說是人在感知方面的獲取和控制能力更強，5G的服務對象是將公眾用戶向行業用戶拓展，網絡也將更智能和更加的廣泛。從目前的研究現狀來看，歐盟于2012年啟動METIS項目，正式開始研究5G技術，現階段METIS共有8個工作組進行相應橫向課題研究，目標是為建立5G移動和無線通信系統奠定基礎，為未移動通信和無線技術達成共識，目前已經在5G的概念和關鍵技術上獲得了較為統一的認識。韓國從2013年開始研發5G技術，成立了5G Forum，積極推動6GHz以上頻段為未來IMT頻段，韓國計劃以2020年實現該技術的商用為目標，全面研發5G移動通信核心技術。日本于2013年成立了ARIB研究所，開始正式對5G進行研究，計劃在2020年東京奧運會上推出5G服務，日本研究者認為5G代表著接入網容量增加1000倍，通過使用大量高頻頻譜，再加上大規模MIMO技術來實現容量的增加，可以說未來5G將會是人們通信生活的核心。

2.5G網絡關鍵技術概述

2.1超密集異構網絡

從目前的發展來看，為應對未來持續增長的數據業務需求，密集異構網絡部署將會成為當前無線通信發展所面臨挑戰的一種解決方案。超密集異構網絡的出現能夠解決5G中提出的無線數據速率提高1000倍的問題，提高空間譜利用率及增強室內覆蓋等問題，在超密集異構網絡中，網絡的密集化使得網絡節點離終端更近，帶來了功率效率，頻譜效率的提升，大幅度提高了系統容量，以及業務在各種接入技術和各覆蓋層次間分擔的靈活性。

2.2大規模MIMO

MIMO系統簡單的來說是即時發送端和接收端均放置多個天線，從而形成MIMO通信鏈路，因此對于5G技術來說可以通過添加多個天線，為無線信道帶來更大的自由度，以容納更多的信息數據。MIMO可以在不增加帶寬或總發送功率耗損的情況下大幅增加系統的吞吐量及傳送距離，使得此技術近幾年頗受矚目，而且從目前的發展來看，天線數量越多，頻譜效率和可靠性提升越明顯，因此當發射天線和接收天線數量很大時，MIM0信道容量將隨收發天線數中的最小值近似線性增長。

2.3同時同頻全雙工技術

從目前的發展態勢來看，同時同頻全雙工技術獲得了廣泛的關注，因為利用該技術可以再在相同的頻譜上，通信的收發雙方同時發射和接收信號，與傳統的TDD和FDD雙工方式相比，從理論上可使空口頻譜效率提高一倍。全雙工技術能夠突破FDD和TDD方式的頻譜資源使用限制，使得頻譜資源的使用更加靈活，然而全雙工技術需要具備極高的干擾消除能力，這對干擾消除技術提出了極大的挑戰，同時還存在相鄰小區同頻干擾問題，特別是在多天線及組網場景下，全雙工技術的應用難度更大。

2.4D2D技術

傳統的蜂窩通信系統的組網方式是以基站為中心實現小區覆蓋，而基站及中繼站無法移動，其網絡結構在靈活度上有一定的限制。隨著無線多媒體業務不斷增多，傳統的以基站為中心的業務提供方式已無法滿足海量用戶在不同環境下的業務需求。D2D技術無需借助基站的幫助就能夠實現通信終端之間的直接通信，拓展網絡連接和接入方式，由于短距離直接通信，信道質量高，D2D能夠實現較高的數據速率，較低的時延和較低的功耗，通過廣泛分布的終端，能夠改善覆蓋，實現頻譜資源的高效利用，支持更靈活的網絡架構和連接方法，提升鏈路靈活性和網絡可靠性。從現階段來看，D2D采用廣播，組播和單播技術方案，未來將發展其增強技術，包括基于D2D的中繼技術，多天線技術和聯合編碼技術等。

2.5鈉光技術

納米技術指的是將納米科學運用在操作控制上，將精度控制在0.1-100nm的范圍之內，納米技術將成為通信行業迅速轉向下一代的里程碑技術。在5G通信中，移動終端將被植入納米技術的芯片，稱為納米終端，將具有前所未有的計算和通信等能力。對于無線領域來說，環境智能的概念將作為中心理念之一被廣泛應用，納米終端將以智能的方式隨時給用戶提供完美的計算和通信。當然這些納米終端將被人們在不同的場所進行運用，因此納米終端將提供一個嶄新的平臺。

2.6云計算

云計算簡單的來說是一種運用于中央控制服務器上的技術，主要是在中央服務器上儲存數據和執行應用，可以說是運用云計算做到不在任何一個終端上儲存文件和安裝應用軟件，而是通過互聯網的網絡連接來進行讀取與應用。同樣的概念也被應用于納米核心技術，納米核心技術運用于云端儲存技術中，用戶可以通過自己的隱私賬戶來管理全球性云端儲存服務器中的文件，云計算的發展孕育了極大的潛力，由于云計算要依靠網絡，所以它將是網絡發展的重要指標，并促使網絡不斷發展。

3.結論

從目前的發展情況來看，5G移動通信系統的基本發展目標還不夠明確，但是隨著新需求和新技術的不斷出現，5G必然成為未來移動通信領域的主導技術，5G網絡技術的出現可以提供一個更好安全的網絡，更多地是帶來全球化網絡的無縫連接，可以說給各國通信行業帶來了一個新的平臺，在平等的條件下，中國的營運商如何提高服務，如何合理地建設網絡形成了挑戰。

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