5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的相關(guān)研究

史昊臻

摘 要：近年來，移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，它從各個領(lǐng)域為人們提供了便捷的通訊服務(wù)，也不斷地在改變著人們的生活方式。目前，我們普遍使用的移動通信技術(shù)是4G通信技術(shù)，4G通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用也表明了在不久的將來，語音通信將會逐漸地被數(shù)據(jù)通信所取代，因此，5G移動通信已經(jīng)漸漸地成為當下各個國家在移動通信領(lǐng)域的最新研究熱點，為此各國爭先恐后，力圖搶占先機，掌握其中的關(guān)鍵技術(shù)，以提升自身的綜合國力。本文將對5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)要點進行簡要的分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：5G移動通信;關(guān)鍵技術(shù);通信網(wǎng)絡(luò)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.16.133

移動通信技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了2G、3G和4G三個階段，隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，不斷推動著移動通訊技術(shù)的快速更新，第五代信息技術(shù)時代也即將到來，也就是5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)即將應(yīng)用到社會的各個領(lǐng)域。

1 5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)及特點

1.1 5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)概述

目前，5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)在全球移動通信領(lǐng)域是一個熱點研究課題，它尚未有一個統(tǒng)一的定義，5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)是對第四代移動通訊技術(shù)的不斷完善與擴展，它相比于4G移動通信技術(shù)，會有更快速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，在傳輸效率和資源的利用率方面也會突破4G通信技術(shù)的限制，得到質(zhì)的飛躍，同時，5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還會不斷加入更高科技的專利技術(shù)，以更好的通訊質(zhì)量服務(wù)于人類。預(yù)計，5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將在2020年投入使用，它將會成為移動通信歷史上的又一次偉大變革。

1.2 5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)的特點

5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)的使用會極大地提升網(wǎng)絡(luò)平均吞吐率、移動數(shù)據(jù)的傳輸速度和互動式游戲等新興移動通訊業(yè)務(wù)，同時，5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計上也會更人性化，以更好地迎合大眾的喜愛，提高用戶體驗度。在技術(shù)上，5G移動通訊技術(shù)將會摒棄物理層傳輸、信息的編譯碼等傳統(tǒng)經(jīng)典的移動通信技術(shù)，而更側(cè)重于研究和創(chuàng)新多點、多用戶、多天線、多小區(qū)共同合作網(wǎng)絡(luò)的建立。

2 5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 高頻段傳輸技術(shù)

傳統(tǒng)的移動通信工作頻段普遍采用的是3GHz以下的低頻段波，而對毫米波、厘米波等高頻段的頻譜資源利用率很小，這就使得傳統(tǒng)的頻譜資源十分擁擠。高頻段在移動通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用是未來的一個發(fā)展趨勢，5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實現(xiàn)極高速短距離通信，可以有效緩解頻譜資源緊張的現(xiàn)狀。但高頻段資源的應(yīng)用仍然需要科學規(guī)劃和統(tǒng)籌兼顧，以使寶貴的頻譜資源得以最優(yōu)配置。

2.2 新型多天線傳輸技術(shù)

多天線傳輸技術(shù)是目前5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)之一，它主要是由多輸入多輸出技術(shù)即MTMO技術(shù)的升級版，其工作原理是運用發(fā)射基站的多個天線獨立發(fā)送信號，又同時接收信號并能夠完整復(fù)原信息的一種技術(shù)，隨著多天線傳輸技術(shù)的引入，發(fā)射基站將有望支持128根協(xié)作天線同時工作，并且可以有效地降低信號間的互相干擾，很大程度上改善無線信號的覆蓋性能。

2.3 同時同頻全雙工技術(shù)

傳統(tǒng)的移動通訊網(wǎng)絡(luò)利用的是分時分頻模式，其在工作效率上存在著很大的限制，而同時同頻全雙工技術(shù)，在相同的頻譜上，通信的接收和發(fā)射工作可以同時進行，這就大大提高了移動通信的信號傳輸效率，但是，同時同頻全雙工技術(shù)需要極高的干擾消除能力，而目前移動通信方面的干擾消除技術(shù)還存在著諸多不足，尤其還存在著相鄰小區(qū)同頻干擾問題，因此，全雙工技術(shù)在多天線及合作網(wǎng)絡(luò)下所面臨的難度更大。

2.4 D2D技術(shù)

以基站為中心實現(xiàn)小區(qū)覆蓋的組網(wǎng)方式是傳統(tǒng)的蜂窩通信系統(tǒng)的普通應(yīng)用方式，由于基站和中繼站不能移動，所以這種網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)的靈活度存在著很大的不足，當今社會，由于無線多媒體業(yè)務(wù)發(fā)展迅速，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已不能滿足海量用戶在不同環(huán)境下的應(yīng)用需求。因此，迫切需要研究出一種新的網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)來解決當下所面臨的通信難題，因此D2D技術(shù)就應(yīng)運而生了。D2D技術(shù)的最大優(yōu)勢就在于它可以直接連接通信終端，而無需借助基站的轉(zhuǎn)接，實現(xiàn)通信信號的短距離直接傳輸。同時，它還可以通過廣泛分布的終端，改善網(wǎng)絡(luò)之間的覆蓋，支持更靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和連接方法，更高效地利用頻譜資源。目前，D2D采用的組播、單播和廣播的技術(shù)方案，尚存在著很大的不足，未來，D2D的增強技術(shù)將是業(yè)界繼續(xù)研究的方向。

2.5 超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

近年來，各種電子設(shè)備、智能終端被廣泛應(yīng)用于移動通信領(lǐng)域，數(shù)據(jù)流量的使用量將會直線上升，尤其是在一些網(wǎng)絡(luò)熱點地區(qū)，局部網(wǎng)絡(luò)的壓力將越來越大，這就迫切需要超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運用和支持了。超密集網(wǎng)絡(luò)將成為局部網(wǎng)絡(luò)壓力的主力軍，它不僅能夠改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋，減少網(wǎng)絡(luò)信號干擾，大大提升系統(tǒng)容量，而且還可以對通信業(yè)務(wù)進行分流，進行集中高效的頻率復(fù)用和靈活的網(wǎng)絡(luò)部署。

2.6 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)

現(xiàn)階段，移動通信設(shè)備接入網(wǎng)架構(gòu)大都采用的是網(wǎng)絡(luò)扁平化架構(gòu)，未來5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)可能會采用綠色無線接入網(wǎng)架構(gòu)，即C-RAN接入網(wǎng)架構(gòu)，這種新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用協(xié)同技術(shù)，大大減少了信號干擾和設(shè)備功耗，并顯著提升了頻譜效率。目前，C-RAN技術(shù)的研究重點內(nèi)容包括C-RAN的架構(gòu)和功能等幾個方面。

3 結(jié)束語

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)是目前移動通信領(lǐng)域的一個重要研究方向，各國正逐漸加大對5G通信技術(shù)的研究和投入力度。預(yù)計在2020年，實現(xiàn)5G技術(shù)的廣泛應(yīng)用，5G的發(fā)展形勢一片大好。

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作者簡介：史昊臻（1998-），女，山東菏澤人，學士在讀，主要從事于通信相關(guān)的專業(yè)研究。