5G移動通信網絡關鍵技術及分析

戢玉兵

摘要：得益于社會的飛速發展，通信技術也發展迅猛。人們從2G時代到3G時代，再至現在的4G時代，隨著人們需求的不斷提升、移動數據的爆炸式增長以及移動通信技術的進步，5G時代即將到來。本文就5G進行了概述，并對5G移動通信網絡關鍵技術進行了分析。

關鍵詞：5G；移動通信網絡；關鍵技術

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）05-0035-01

1 5G概述

5G即第五代移動通信系統，是新一代的無線通信網絡，主要是用于滿足2020年以后人們對移動通信的需求，是4G的延伸。5G要具有低功耗、低成本、高傳輸速率、時延小以及支持更多的用戶通信等特點，還需要其突破通信設備移動速度過快導致掉線這一問題，要求其在500km/h的速度下保證通訊暢通等要求。5G的發展方向為智能化、自動化以及全面化，未來是非常樂觀的。

2 5G關鍵技術分析

目前，5G技術尚處于發展階段，并未有完整的技術標準體系，以下為筆者結合自身所學，對5G的關鍵技術的分析：

2.1 大型天線系統

大型天線系統又稱為大規模MIMO技術，是5G中重要的技術之一。4G技術的天線陣列最多只有8根天線組成，而大型天線系統可以在這基礎上提升天線數目至千根以上，此技術能夠大大的提高頻譜的效率，能夠使得一個基站能夠同時支持很多的用戶進行實時通信。另外，此技術還能夠有效的改善能源使用效率，并吞吐量巨大。大型天線系統在設計之初的方式為TDD（時分雙工）模式，但FDD（頻分雙工）模式也可。相對于4G的天線系統，大型天線系統更是具有5G所需要的低功耗、低成本以及低時延等優點，因此其對于5G來說，無疑是很重要的一項技術。相比于傳統的雙流技術而言整整提高了8倍之多，因此這項技術5G有可能大范圍的使用。

2.2 毫米波通信技術

5G會在LTE技術的基礎上，在9.9GHz至86GHz頻段上充分的展開研究工作與開發工作，主要是為了面對5G時代爆炸式增長的數據流量，毫米波通信技術主要是用于構造超密集網絡的。

在未來，基站無線節點的數量會顯著的增長，最少超過現在擁有的10倍以上，因此站點與站點之間的距離會變得很短，一般為10m左右，并且可能出現每個用戶就是一個站點的情況。這樣的情況就導致網絡的拓撲結構變得非常的復雜，現有的通信技術很難避免各個站點之間的信號干擾問題，而毫米波的波長很短，能夠支持較小空間內多個站點存在，并且能夠在一定程度上避免信號干擾這個問題。

目前毫米波通信技術傳輸速率方面，相關的研究成果已經有了，例如貝爾實驗室實現了100bps/Hz的頻譜效率。但在解決網絡超密集情況下信號互相干擾的問題仍需得到進一步的研究和解決，通過研究相關的協調算法、制定可靠的通信協議來解決這一重要的問題，筆者認為，準確并且有效的感知到相鄰的節點是實現超密集網絡結構中個節點協作的必要前提條件，但毫無疑問，毫米波通信技術因其所在頻段資源豐富以及波長很小的特點，會在5G中得到廣泛的運用。

2.3 D2D通信技術

D2D通信，即設備與設備之間的通信，在未來，通信場景將會進一步的多元化，不會局限于現在的人與人之間的通信以及人與物之間的通信，物與物之間的通信也是未來重要的通信方式之一，這不僅是因為自動化、智能化相關技術的發展，還為了能夠提高用戶的體驗以及減輕基站的工作壓力。因此，在即將到來的5G時代，D2D通信技術將會得到廣泛的運用。

D2D通信的優點在于，設備與設備之間的通信數據不用通過基站的轉發，而可以在個終端之間直接的進行傳輸。D2D通信技術也是一種短距離通信技術，但與傳統的藍牙通信技術、WIFI等短距離通信技術不同的是，D2D通信技術是基于蜂窩通信網絡的，當終端與終端之間的距離條件不滿足時，其還可接入蜂窩網絡進行通信，這就突顯出了其優勢。在能耗方面，D2D技術相較于其他的短距離通信技術也較低，這非常的符合5G所要求的。另外，其通信的距離相較于其他的短距通信技術，通信的距離要長一些，且不需要進行配對密鑰等操作，因此非常方便與快捷，這也使得其用戶體驗比其他的短距通信技術更加的有優勢。

3 5G移動通信網絡發展趨勢

在未來，5G移動通信網絡會向著更高的系統吞吐率，通信終端與相關設備會更加的智能化，并且在原有的網絡覆蓋的基礎上，網絡的覆蓋面積會進一步擴大。而隨著技術的不斷發展，通信設備的制造成本會進一步降低，通信變得更加的方便快捷和實惠；設備的能耗方面，也會隨著技術的進步，會更低；通信設備的體積更加的小。

4 結語

總而言之，5G時代即將到來。我們會看到和感受到更加方便快捷以及更加安全的通信場景，但與此同時，更高的需求就面臨更多的問題需要我們去解決，因此積極的對5G移動通信網絡的關鍵技術進行分析與研究，才能夠推進其發展，才能夠使得我們能夠更快的、更好的迎接5G時代的到來。

參考文獻

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