5G網絡關鍵技術發展現狀及趨勢研究

高 明，夏幸福

（海軍91917部隊，北京 102401）

目前，我國移動通信技術已經在科研機構、運營商等單位的大力研究下得到了極大的發展，從傳統的2G語音GSM網絡發展到了3G TD-SCDMA和4G TD-LTE數據網絡時代，不僅滿足了移動語音通信需求，還可以有效支持高速數據傳輸，比如能夠滿足高清晰視頻、大型移動手游等的需求，同時接入的用戶數量數以億計，為進一步提高移動通信水平，我國又提出了5G通信技術[1]。

1 5G網絡關鍵技術應用現狀

目前，5G網絡已經在雄安新區、深圳、杭州、上海、北京等城市建設和部署，獲得了非常寶貴的移動通信建設經驗。5G移動通信網絡承載的移動應用軟件就會大幅度增加，這些軟件需要利用移動數據傳輸信息，同時還可以利用虛擬現實和GPS定位進行渲染信息，因此移動通訊軟件需要依賴高速的數據傳輸帶寬資源，這樣就可以大幅度提升數據傳輸效率。5G網絡目前也引入了自組織網絡、設備到設備、異構超密集網絡和SDN技術[2]。

自組織網絡（Self-Organizing Network，SON）可以根據5G網絡的應用情況，實現網絡設備之間的通信自主優化和自主愈合，如果網絡某些設備退出，此時就可以自動發現另外的備用通道，可以實現5G網絡部署和運營的自動化，能夠根據實際需求自我調整5G網絡參數，提高網絡數據傳輸性能，SON還可以減輕網絡維護人員的工作量，提高5G移動網絡的運營效率。

設備到設備（Device-to-Device，D2D）是在4G時代提出的一種通信技術，但是在5G網絡中得到了更大改進和發展，設備到設備可以支持移動終端的復用能力，進一步提高5G小區資源利用率，提高互聯網的容量，進一步提高頻譜資源利用效果，改進5G移動通信網絡基礎設備的可靠性。D2D在5G網絡應用中具有很多優勢，降低蜂窩通信網絡的負擔，減少移動終端通信的電池功耗，增加5G移動通信的比特速率，設備到設備可以更好的提高車聯網、物聯網的應用效能，構建多模式的應用場景，提高5G網絡普及能力。

軟件定義網絡（Software Defined Network，SDN）作為5G移動網絡的創新架構，其可以虛擬化每一層設備，利用核心的OpenFlow技術實現網絡設備控制面與數據面之間的分離，以便可以靈活控制5G移動網絡的流量，提高5G網絡的管道通信效率，控制5G核心網絡和應用創新能力，具有重要的作用。

異構超密集網絡可以增大小區的規模，持續縮小小區的半徑，形成一個超大規模的集成小區，實現密集化的操作機制，進一步提高5G移動通信的千倍增益，形成一個超密集網絡集群平臺，可以接入更多的移動智能通信設備，比如智能手機、平板電腦、筆記本電腦等，也可以讓更多的用戶接入到系統，無線網絡流量也會成倍的增加，可以達到數萬倍，有效滿足當前數以億計的用戶通信操作需求，這樣就可以滿足用戶多元化和多樣化的操作通信需求。

智能天線是一種先進的通信發射技術，5G網絡的小區越來越密集，對于通信容量、耗能和業務需求也越來越高，因此可以利用智能天線構建超大規模天線陣列，實現數據的高速發射和接收，同時還可以控制各個信道的功耗，保證智能天線在5G網絡中得到有效應用。

2 5G網絡技術未來發展趨勢

5G網絡作為一種先進的移動通信技術，其將會得到更多的應用，無論是在車聯網、物聯網還是在移動網，均可以利用智能天線、SON、SDN等提高通信傳輸能力，實現4K高清晰視頻的實時傳播[3]。另外，隨著5G移動通信未來的發展和普及，將會吸引更多的通信專家、科技公司、科研教育機構進行研究，本文通過未來發展情況進行分析，認為5G網絡未來發展包括兩個關鍵趨勢，一是通信帶寬資源更高、系統容量更大；二是數據通信組網更加智能和復雜。5G移動通信也將會引入更多的通信關鍵技術，這些技術包括動態化的通信帶寬資源分配、頻分多址接入、大規模MIMO技術等，這些都可以提高網絡通信的接入能力。帶寬動態優化和分配技術可以根據通信帶寬的承載能力，為每一個用戶按需分配帶寬資源，這樣就可以提高帶寬資源靈活性，利用頻分多址接入可以更好的識別每一個用戶，大規模MIMO技術實現數據的高接入和并發輸出，這樣就可以提高5G網絡的復用能力。5G通信組網也可以結合綠色節能的實際應用需求，開發一些更加節能的基站建設模式，提高5G網絡規劃和處理能力，方便設計和建設人員運行維護。

3 結束語

5G網絡作為當前最先進的移動通信技術，其可以為用戶智能手機、平板電腦、車載設備等提供高達20G的帶寬傳輸速度，能夠利用5G構建車聯網、物聯網等，進一步提高網絡通信速度。