5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)分析與研究

陳秀娟

【摘要】 伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，以及在4G網(wǎng)絡(luò)逐漸全面普及的大環(huán)境下，高質(zhì)量的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)確立成為當(dāng)前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展目標(biāo)，為了滿足未來(lái)強(qiáng)大且密集的數(shù)據(jù)流動(dòng)和增長(zhǎng)速度，必須不斷增加新型業(yè)務(wù)的開發(fā)和使用，開發(fā)新的產(chǎn)品，從而為客戶提供更好的服務(wù)。目前，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已朝著5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面進(jìn)行發(fā)展。本文就5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了針對(duì)性的研究分析，主要分析了其關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】 5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò) 關(guān)鍵技術(shù)

一 、5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)概述

目前，我國(guó)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的需求逐年的增加，為滿足對(duì)于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的需求， 目前相關(guān)的移動(dòng)通信公司正在研究5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，預(yù)計(jì)在2020年5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將會(huì)投入使用，相比目前常用的4G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有資源利用率高、傳輸速率快和頻譜利用率高等方面的優(yōu)勢(shì)。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)融合了最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在用戶體驗(yàn)、傳輸時(shí)延和覆蓋率等方面都有很大的提升，在未來(lái)5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將會(huì)向著自動(dòng)化、智能化和全面化的方向不斷的發(fā)展。5G移動(dòng)通信技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)：

作為新一代的移動(dòng)通信技術(shù)，相比于4G，頻譜利用率提升和性能提升顯得要優(yōu)秀很多，資源利用率和傳輸速度效率等均要比4G移動(dòng)通信技術(shù)高出許多，用戶的體驗(yàn)，無(wú)線覆蓋，傳輸延時(shí)等等均能夠有顯著的改善。還能結(jié)合其他無(wú)線通信技術(shù)，成為新一代的高效移動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)，對(duì)以后10年的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求都能夠給予滿足。而且將來(lái)5G通信系統(tǒng)將會(huì)變得更加靈活，能夠自我調(diào)整，智能化技術(shù)的應(yīng)用會(huì)帶來(lái)驚人的效果，讓未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展速度進(jìn)一步提高。

二、5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，不但是當(dāng)前階段移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的目標(biāo)，而且是當(dāng)前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)研究的重點(diǎn)，本文主要研究分析關(guān)于5G網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，以下是主要分析研究的一些5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)：

2.1從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)角度進(jìn)行分析的相關(guān)技術(shù)

應(yīng)用于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要有三個(gè)方面，其中包括：自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、異構(gòu)超密集部署、SDN 技術(shù)。

2.1.1自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

為了區(qū)別于傳統(tǒng)的移動(dòng)通信技術(shù)，使人力和物力資源的運(yùn)用效果達(dá)到最大化，因此，在客戶需求得到滿足的前提下，提出了在移動(dòng)通信中運(yùn)用自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的概念。究其原理，主要是在網(wǎng)絡(luò)中引入自組織能力，其中包括了自我優(yōu)化、自我配置等等，進(jìn)而使人工的干預(yù)降低到最少。目前，自組織網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)愈來(lái)愈明顯。5G 是融合、協(xié)同多制式共存的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。隨著業(yè)務(wù)和時(shí)間等空間不斷地變化，因此有必要使得網(wǎng)絡(luò)部署要適應(yīng)這些動(dòng)態(tài)變化。為了保證移動(dòng)過(guò)程的平滑性，我們必須采用雙連接的形式對(duì)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化選擇。

2.1.2異構(gòu)超密集部署

按照傳統(tǒng)的手段，為了減小移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)小區(qū)半徑，其采用的是小區(qū)斷裂的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)的，然而此舉則會(huì)提升了站點(diǎn)的部署密度。 所以當(dāng)前的5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使用了超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行解決，但是超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)仍然存在著缺陷，超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過(guò)縮短了節(jié)點(diǎn)之間的距離很容易導(dǎo)致出現(xiàn)問(wèn)題，所以在對(duì)于5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行開發(fā)的時(shí)候要注意及時(shí)對(duì)于超密集異構(gòu)部署進(jìn)行研究，促進(jìn)其的發(fā)展，促使5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)更好的應(yīng)用。

2.1.3 SDN 技術(shù)

SDN 技術(shù)，也可以指的是軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)， 相比于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)， 促使設(shè)備簡(jiǎn)單化、操作靈活是SDN技術(shù)所具備的優(yōu)點(diǎn)。此外，SDN技術(shù)能夠提供更加方便的解決方式，其主要是借助中心的網(wǎng)絡(luò)控制器來(lái)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的和有效管理無(wú)線資源。 當(dāng)然，目前來(lái)看，SDN技術(shù)依舊存在著一定的問(wèn)題，比如在切換技術(shù)、狀態(tài)報(bào)告、監(jiān)控報(bào)告和資源分配等方面，而5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則很有可能在未來(lái)的時(shí)間里來(lái)解決這些問(wèn)題。

2. 2從無(wú)線傳輸技術(shù)角度進(jìn)行分析的相關(guān)技術(shù)

對(duì)于 5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要可以從三個(gè)方面進(jìn)行分析，分別是：全雙工技術(shù)、大規(guī)模MIMO 技術(shù)和基于濾波器組的多載波技術(shù)。

2.2.1 全雙工技術(shù)

同一頻率下所進(jìn)行的雙向通信技術(shù)，其簡(jiǎn)稱為：全雙工的移動(dòng)通信技術(shù)，在移動(dòng)通信技術(shù)的領(lǐng)域中，網(wǎng)絡(luò)接收站與網(wǎng)絡(luò)終端都有發(fā)射和接受的自干擾發(fā)射器，且按照固定模式進(jìn)行，然而，從真正意義上來(lái)說(shuō)，目前的技術(shù)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)在同一頻率下的雙向通信。在技術(shù)和理論上，通信頻率的效率可以通過(guò)全雙工技術(shù)來(lái)提升，與此同時(shí)，在傳輸實(shí)施數(shù)據(jù)的和使用頻譜方面將會(huì)變得更加靈活。但由于現(xiàn)有設(shè)備的限制和不完善的信號(hào)處理技術(shù)，全雙工技術(shù)還無(wú)法得到充分地發(fā)展，在未來(lái)，同頻率的全雙工技術(shù)必定會(huì)在5G 移動(dòng)通信技術(shù)中占據(jù)著重要的地位，全雙工技術(shù)的開發(fā)和使用也能夠得到全方面的發(fā)展。

2.2.2 大規(guī)模 MIMO 技術(shù)

MIMO 技術(shù)所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)主要有：與現(xiàn)有的相比，大規(guī)模 MIMO的空間分辨率更加清晰，得到了很高程度的加強(qiáng)。在這種情況下，它能夠進(jìn)一步地挖掘空間，很好的把握其維度，使得不同的用戶能夠在同一時(shí)間自由進(jìn)行通信，從而能夠不需要增加基站密度就可以實(shí)現(xiàn)頻譜效率的提高。此外，在大規(guī)模的 MIMO中可以將波束集中在很窄的區(qū)域內(nèi)，從而干擾最小化，同時(shí)也能夠使功率得到提高。

目前，在研究MIMO技術(shù)的階段中，還有一些美中不足的地方。例如，因?yàn)閭鬏敺桨复蠖鄶?shù)情況下應(yīng)用的是 TDD系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中，所使用的基本上都是單天線，這就導(dǎo)致它的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于基站天線的數(shù)量，使得導(dǎo)頻數(shù)量會(huì)隨著用戶的增加而不斷增加。

2.2.3 基于濾波器組的多載波技術(shù)

在無(wú)線通信系統(tǒng)中，多載波技術(shù)被廣泛地運(yùn)用，它能夠有效提高頻譜效率，從而對(duì)抗一些多徑衰落現(xiàn)象。但是我們能夠看到，OFDM技術(shù)也存在著一些不足之處。例如，由于各子載波具有相同的帶寬，因此在運(yùn)行的過(guò)程中需要保持同步，各子載波必須保持正交現(xiàn)象，因此其使用的靈活性這將會(huì)很大程度上受到嚴(yán)重影響。為了更好地解決這一問(wèn)題，因此采用了基于濾波器組的多載波技術(shù)。這一技術(shù)能夠廣泛用于雷達(dá)信號(hào)處理、信號(hào)處理等方面。基于濾波器組的多載波技術(shù)，它不再需要各載波之間進(jìn)行正交，也不需要再進(jìn)行插入循環(huán)前綴。它既能夠?qū)崿F(xiàn)各載波之間的帶寬設(shè)置，同時(shí)也能夠保證其靈活控制，從而對(duì)一些細(xì)小的零件進(jìn)行控制。

三、5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前4G網(wǎng)絡(luò)逐漸全面推廣和普及， 在不久的將來(lái)，必將實(shí)現(xiàn)5G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，對(duì)于5G 網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，在未來(lái)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)吞吐率、系統(tǒng)智能化、通信頻率資源和無(wú)線傳輸效率等方面都將會(huì)有很大的發(fā)展，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將會(huì)更加的智能化和自動(dòng)化，技術(shù)的各個(gè)方面將更加的網(wǎng)上，網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積將會(huì)更加的廣泛，消耗和成本將大大的降低。

現(xiàn)在全球都在瘋狂的研究5G移動(dòng)通信技術(shù)，如火如荼的進(jìn)行著，而關(guān)鍵技術(shù)也會(huì)變得更加成熟，未來(lái)幾年，將會(huì)步入實(shí)質(zhì)性的發(fā)展階段，并開始進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的制定與研究。此外，其將會(huì)擴(kuò)大通信系統(tǒng)的容量，通過(guò)對(duì)高頻譜的利用，從而提高頻譜效率、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，新頻譜的開發(fā)利用大大促進(jìn)了移動(dòng)通信系統(tǒng)性能的提升。5G移動(dòng)通信技術(shù)具有非常廣闊的發(fā)展前景，將會(huì)極大地促進(jìn)未來(lái)社會(huì)的發(fā)展。

四、結(jié)束語(yǔ)

這是一個(gè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代， 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)擁有很高的需求量，高質(zhì)量、安全、快速的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)需求量逐漸增加，當(dāng)前4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸普及，5G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代即將到來(lái)，對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)必將更加的方便快捷、安全性更高，對(duì)于5G 網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，有助于促進(jìn)其更好的發(fā)展，隨著5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)必將邁向一個(gè)新時(shí)代。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 陳辛鵬，趙小玉，龐思遠(yuǎn).移動(dòng)通信技術(shù)及發(fā)展[J].通訊世界，2016

[2]趙國(guó)鋒，陳 婧，韓遠(yuǎn)兵，等.5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015

[3] 周代衛(wèi) ， 王正也 ， 周宇 ， 等.5G 終端業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢(shì)及技術(shù)挑戰(zhàn) [J]. 電信網(wǎng)技術(shù)

[4]李宏佳，陳 鑫，周 旭，等.面向 5G 的分布式移動(dòng)云計(jì)算協(xié)同架構(gòu)與管理機(jī)制[J].中興通訊技術(shù)，2015