5G網絡在校園網應用場景中的研究

崔建弘 河北工程技術學院

5G網絡在校園網應用場景中的研究

崔建弘 河北工程技術學院

進入科技飛速發展時期，隨著LTE等第四代移動通信技術的全面應用，其顯現出的弊端使得全球對5G概念給予了極高的關注。5G移動通信技術是面向2020年之后的新一代移動通信系統，是在4G的技術基礎上的平滑演進。相對于4G技術來說，5G技術具有多元化的特點，其速度是以達到類似光纖速度的用戶體驗，5G采取雙向傳遞無線電波，使得其下載速度更快。本課題旨在探索5G網絡的關鍵技術，構建新的網絡模式。通過網絡整合、資源共享、信息互通，發揮各機體的能動性，實行統籌管理，達到5G網絡在校園網場景應用的流暢使用，更快的迎接5G網絡的到來。

5G網絡 校園網 關鍵技術

1 5G概念

5G指的是第五代移動通信技術，較之前四代，5G是現有的無線通信技術的一個融合而非一個單一的無線技術，是面向2020年以后移動通信需求而發展的新一代的移動通信系統。5G相對于4G來說，有著較快的傳輸速率，當前，4G技術的峰值速率為100Mbps，而5G技術的峰值速率將達到10Gbps。可以更快更好的解決4G網絡面臨的難題，比如無法支持部分的超清甚至高清視頻，無法支持高質量的語音等需求。當前很多國家對于5G展開了前所未有的研究，對于5G的前景展望、發展需求、關鍵技術等進行了廣泛的研討，力爭啟動相關的標準化進程。

2 5G網絡的關鍵技術

2.1 新型大規模MIMO技術

在無線通信急速發展的進程中，在頻譜資源有限的前提下，數據流量在不斷增加，使得有效提高頻譜利用率成為了急需解決的難題。新型大規模MIMO技術有效的解決的這一問題，可以提高頻譜的利用率，同時保證傳輸的可靠性。大規模MIMO技術的優點在于可以滿足在同一時頻資源支持多個用戶，可以提升空間分辨率。相對的，MIMO技術也有弊端，比如產生導頻污染，同時，MIMO技術成本比較高，搭建大規模的MIMO系統目前來說還是比較難的。

2.2 高頻段傳輸技術

當前，移動通信使用的頻段主要是3Ghz以內，隨著用戶量的激增，頻譜資源顯得十分的擁擠，已經無法滿足5G發展所需的大帶寬頻段。為了5G技術的良好發展，必須向高頻段擴展，尤其是ms波頻段，該頻段不僅具有連續的大帶寬，帶寬高達284.6GHz，頻譜資源還非常的豐富而干凈，能夠實現極高速短距離的通信，可以滿足5G網絡技術的傳輸需求。

2.3 全雙工技術

全雙工技術也叫做同時同頻全雙工技術，指的是，在移動終端可以在同一時段同一頻率發送和接收信號，即在相同的物理通道上對雙向信號進行傳輸，在發射信號的時候，可以同時接收另一節點的相同頻率的信號。但是，由于技術條件的限制，網絡端和終端存在固有的發射信號對接收信號的干擾，當前的網絡系統還不能實現同時同頻的雙向通信，因此要想實現全雙工技術的全面應用，其首要難題就是解決自干擾的抵消。

2.4 D2D技術

D2D技術即通信設備之間直接通信，顧名思義，指的就是兩個通信設備之間無需經過基站就可以通信的新技術。在傳統的移動通信系統中，都是以基站為中心實現網絡的覆蓋，而基站和中繼站是無法移動的，使得網絡結構失去了一定靈活性。而D2D技術就可以無需借助基站實現短距離的直接通信。縮短的時延和較低的功耗對于提升網絡的靈活性有一定的幫助。能夠適應本地數據的共享需求，提供更加靈活的數據服務，D2D將是5G網絡技術重點研究的技術之一。

2.5 超密集異構網絡技術

5G網絡具有智能化、多元化、綜合化等特性，數據流量相當大。為了最大程度的提高5G網絡的運行效率，同時擴展網絡系統的容量，可以引入超密集異構網絡技術，拉近終端到節點的距離，保障兩者之間的協作性。把基站做得足夠小，覆蓋范圍變小，單個用戶獲得的資源就會變大，在高頻段寬帶采用更加密集的網絡結構，以實現室內外的高速率數據需求。

雖然近幾年，4G網絡技術已經投入大規模的應用，并進入了人們生活的方方面面，4G網絡在一定程度上可以滿足人們的需求。但是隨著高校的擴招，使得高校內的用戶量激增，對于特定范圍內相對固定的群體來說，4G網絡有一定的弊端，5G網絡有著更廣泛的施展空間。掌握5G網絡的關鍵技術，讓校園內外環境都得到極大的提升，讓師生在不同的移動終端享受更加快速、便捷的服務。在移動終端普及化的今天，對于網絡速率的需求也在不斷增加，如何發展更加適合我國高校師生需求的高速率、安全指數高的移動通信技術已經成為我國通信業急需解決的問題。5G網絡技術也在向著綠色、職能、開放的方向發展，預計在2020年，5G將成為我國主要的移動通信系統。

[1]高芳，趙志耘，張旭，趙蘊華.全球5G發展現狀概覽[J].全球科技經濟瞭望.2014,29（7）：59-67

[2]趙國峰，陳婧，韓遠兵，徐川.5G移動通信網絡關鍵技術綜述[J].重慶郵電大學學報（自然科學版）.2015,27（4）：441-451

[3]曾劍秋.5G移動通信技術發展與應用趨勢[J].電信工程技術與標準化.2017，30（2）：1-4

2017年河北工程技術學院課題《5G網絡在校園網應用場景中的研究》研究成果（課題編號：2017HG08）.