5G移動通信技術分析

李晉

（山西信息規劃設計院有限公司 山西省太原市 030000）

現階段，我國已經步入了信息化、網絡化、數字化時代，各種移動智能設備得到了廣泛應用，在這樣的背景下，移動通訊技術的發展水平也不斷提升。4G 技術是大部分人所熟知的，其在通訊領域得到了大范圍應用，但伴隨人們在通信方面需求的進一步提升，5G 技術逐漸走入大眾的視野，和傳統4G 技術相比，5G 通信技術具有更強的適應性，能更好地滿足移動網絡用戶即時通信的需求，為用戶帶來更為便捷、高效的使用體驗。

1 5G移動通信的概述

1.1 5G移動通信的定義

5G 移動通信指的就是依托毫米波技術，將其作為一種低頻短距離接入技術，頻率保持在30～60GHz 之間，通過短距離接入模式擴大頻率的范圍，進而為用戶提供更多的方便。高階MIMO 技術一般是利用較為高級的天線列陣，該技術對于高密度移動用戶而言比較適用。D2D 設備終端和基站之間進行通信連接，可充分利用鏈路網絡的靈敏度，提高網絡運行的高效性與安全性，與此同時，在連接靈敏度上也要高出許多。SND 一般是借助中心控制器對相關軟件加以控制，抽出路由器的部分控制設備，可強化對網絡系統的控制，確?？刂频撵`敏性，實現對控制流程的進一步優化。5G 網絡的虛擬功能可使虛擬網絡硬件支持軟件的運行，避免網絡過度損耗，進而有效提升網絡資源的應用效率，拓展系統內存，使網絡信號變好，避免外部信號的干擾。另外，同頻操作模式可根據網絡磁譜存在的不同，對其信號進行及時接收和發送，從而在很大程度上提升網絡接收的效率。傳統的FDD 與TDD 在進行信號接收的時候，往往只能對信號進行單獨接收與發射，而5G 技術則能把網絡資源劃分給各類不同的用戶，并在同一時間進行資源的接收。

1.2 5G移動通信的特點

1.2.1 信息傳輸效率較高

在數據與信息傳輸速率方面，5G 通信技術要遠遠高于4G 通信網絡，站在理論層面上來看，由于具備連續的廣域覆蓋以及高移動性條件，5G 移動通信的最高傳輸速度可達到10Gbit/s，這就消除了以往信息傳輸滯后的弊端，相較于4G 技術而言，5G 移動通訊技術的網絡峰值能放大約10～100 倍。

1.2.2 技術系統較強

以往的點對點的數據傳輸模式往往無法滿足廣大用戶對網絡資源與信息的需求，5G 通信技術的誕生則有效解決了這一問題，其順利實現了多點、多面的數據傳輸目標，有效滿足了人們在網絡流量上提出的需求。在當今可持續發展、綠色發展的政策背景下，5G網絡相較于4G 網絡而言更有助于節省資源，從而促進綠色、可持續發展目標的實現。

1.2.3 運行能耗成本較低

從經濟價值上來看，與當前應用較為廣泛的4G 網絡相比，5G通信技術由于整體能耗較低，在能耗條件一致的前提下，往往能達到更高的數據信息傳輸效率，這就充分突顯出5G 通信在節約能源成本上所具備的優勢，提升了其經濟價值。

1.2.4 設計理念較為先進

5G 移動通信的設計理念與以往通信系統設計理念存在較大的不同，大面積覆蓋且兼顧室內的通訊體系是傳統設計理念所追求的，而5G 移動通訊在設計理念上則強調優化室內通訊系統，這一設計理念不但能在很大程度上提升室內通訊網絡的綜合覆蓋率，同時還能提高室內業務的整體支撐效果。

1.2.5 資源利用率較高

5G 移動通信可對高頻頻譜資源進行高效開發與利用，從而大大提升無線電波通訊的安全性與穿透性。有了5 通信技術作為依托，再融合有線寬帶、無線寬帶以及光纜技術等，可大大提高5G 移動通信資源的綜合利用率。5G 移動通信技術本身就表現出鏈路數量較多、支撐規模較大等多方面的特點，在短距離以內，可同時開展100 萬次的網絡通信工作，進而有效滿足我國現階段網絡用戶的多樣化需求。例如，可在通信過程中實現對信息的快速傳輸或中斷。

1.3 5G移動通信發展的意義

在時代不斷進步與發展的背景下，我們必須在移動通信技術研究上樹立現代化、先進性的思想，了解5G 移動通信發展的主要意義，大力推廣5G 移動通信的應用，提高各方面基礎設施的性能，從而為不同行業的發展提供指導與幫助。由于5G 通信屬于一種全新的發展模式，其對技術和網絡都提出了較高的要求，不僅如此，5G 移動通信還把以往通信過程中存在的問題進行了有效解決，尤其是借助現代化設備與科學技術改善了諸多遺留問題，這就有效促進了移動行業的發展，為我國社會經濟實力的壯大奠定了堅實的基礎。

2 5G移動通信技術分析

2.1 多天線技術

5G 網絡在建設過程中不僅要考慮到傳輸質量、資源利用、效率等方面的問題，同時還必須確保網絡能始終處于安全平穩的運行狀態。通過多天線技術可增加通信天線的數量，獲得較好的空間分辨率，在提升數據傳輸質量的基礎上，保證系統運行始終處在穩定的狀態。例如，在LTE 系統之中，常規技術一般只配備四根天線進行通信信號的接收與發射，而引入多天線技術以后，則可配備八根天線，這樣就能為通信的穩定提供堅實的保障。設計多天線系統，基站可配備上百根天線，確保各類用戶的通信需求得到最大化滿足，通過布設列陣的模式進行系統天線的筒體配置，可使空間資源得到有效節約，進而滿足5G 通信基站靈活性、多方位部署的需求。當前，我國5G 技術的2D 形式多天線正逐漸朝著3D 形式發展，在利用游園技術增設天線的時候，必須保證天線的數量在128 根以內，這樣才不會發生相互干擾的現象。通過對波束范圍進行有效控制，可最大化降低信號干擾程度，進而實現對設備基站功率有效提升的目標。

2.2 自組網技術

隨著5G 網絡覆蓋面的逐漸增大，其所需投入的運維成本也逐漸增大，總運維成本將占到建設成本的70%，這就對技術應用范圍的進一步擴大造成了阻礙。利用自組網技術進行5G 網絡的部署，可有效控制資源成本，避免因人為失誤造成問題，確保5G 網絡得到更好地建設。同時，依托自組網技術優化5G 網絡組織結構，還能使復雜的網絡節點布設問題得到有效解決，實現提升系統自配效率的目標，避免系統給鄰區造成過大的干擾。在開展移動通信業務的過程中，必須根據用戶的實際情況對網絡設置進行優化調整，從而提升通信質量。利用自組網技術完成雙鏈接優化目標的選擇，在硬件平臺相同的條件下融合軟基站，可實現網絡架構的科學合理調整。另外，借助超密集異構網絡技術，還可實現對相關業務的精準分流，從而進一步縮短站點距離，在增加用戶數量的基礎上實現對網絡系統的高質量部署。針對異構組網中存在的較為復雜的問題，通過引入自組網技術可實現對這些問題的順利解決，進而在滿足用戶各方面需要的基礎上，實現對網絡運營成本的有效降低。

2.3 全雙工技術

通過全雙工技術，可使5G 移動通信系統對頻譜進行靈活運用，從而提高頻譜的有效利用率。在5G 網絡系統中，通過終端實現對信號的發射，很容易致使信號接收設備的運行受到直接影響，在引入同時同頻全雙工技術以后，則可實現對傳統頻譜技術的有效改造，消除信號接收與發射之間的相互干擾，進而保證數據信息的傳輸效果。借助全雙工模式對同一個物理信道上的不同信號進行同時接收，可順利實現頻率的高效化利用，進而確保信號發射和同頻信息的接收同步開展，有效解決雙工節點干擾問題，實現網絡性能的進一步提升。在未來網絡用戶數量大量增長的情況下，服務器可能長時間處在高負載的狀態下，通過全雙工技術的應用，可提升網絡的響應速度，進而保證整個通信過程的可靠性。

2.4 多載波技術

多載波技術是5G 通信技術中至關重要的組成部分，該技術的引入可進一步降低系統的復雜程度，并通過對信號抗多徑衰落的提升，使通信效果得到有效改善。以往所采用的子載波技術，由于不同子載波具有相同的帶寬，整個通信期間必須確保子載波的同步性，處于正交狀態之下，這就很容易致使系統的靈活性顯著降低。借助多載波技術不需要開展循環前綴設置工作，也不需要保持正交狀態。通過運用由若干個濾波器組成的濾波器組，可保證多載波系統始終處于低頻譜應用率上，并提供較高峰值，實現在同頻中的并行應用。

2.5 高級調制編碼技術

隨著無線資源變得越發緊張，為了確保通信資源的高效化利用，實現高質量、高頻率的無線傳輸，就必須運用高頻譜效率的調制編碼技術。5G 高級調制編碼技術是以4G 技術為依托的，它能提升評估的綜合效率，改變干擾的統計分布，實現對干擾信號的有效控制。另外，專業技術人員可通過多輸入和多輸出技術來對5G 移動通信進行優化，并根據具體情況確定天線的數量，確保5G 移動通信能滿足相關存儲容量的要求，進而為信息的有效傳輸奠定基礎。

3 5G移動通信技術的發展趨勢

3.1 智能化運營管理

5G 網絡對智能化運營管理水平的要求相對較高，要實現5G 網絡的大范圍推廣和應用，就必須全方位提高5G 網絡對技術環境的感知水平以及應對能力，通過對移動數據網絡設施所處的具體位置、移動數據終端設備的運行情況、用戶使用習慣等進行智能預測，不斷優化信息傳輸模式和信號檢測方式，實現系統工作程序制定的全面智能控制。根據現階段我國科學技術的發展情況和未來科技發展趨向，5G 技術在未來智能電網架構中的應用將發揮出無可替代的作用。5G 技術不僅能為智能供電的優化、電力故障問題的分析和解決服務，同時還能有效節省電力企業的運營成本，這對電力企業及其廣大用戶來說都是大有好處的。

3.2 性能優化發展

截止到2020年，移動網絡容量進一步擴大，在5G 移動通信網絡建設上也提出了更高的要求，根據這一發展態勢，5G 技術需在資源傳輸、頻譜利用等多方面實現性能的改進與優化，從而全方位提升網絡整體性能。5G 技術的應用意味著市場主流將逐漸被大流量業務所取代，從而不斷提升資源傳輸效率、減少用戶等待時間，確保用戶的實際需求得到有效滿足。要保證數據傳輸的安全性與完整性，就必須加強對5G 技術的自我調整，充分發揮出自調節、自感知等功能，讓網絡系統始終保持穩定、持續運行的狀態，從而獲得更加可靠、穩定的5G 通信服務。在服務細節上，應注重對不同用戶通信特點的掌控，通過編制科學可行的通信解決方案，為通信質量提供保障，使有限的資源得到最大化利用。站在移動通信整體架構建設的層面來看，還必須強化多用戶、多點協作組網，從而提高系統實際應用價值。

3.3 新領域應用

伴隨5G 技術的進一步改進和優化，其應用領域也將變得更加廣泛，除了在傳統通信傳輸領域的應用以外，該技術還可被用于教育、醫療等其它新行業、新領域中。例如，去年，我國某醫院一位資深的外科醫師就以5G 技術為依托開展了一例遠程外科手術，該技術的引入為遠程手術的有效開展提供了有利條件。在不久的將來，5G 技術在工業生產、醫療等新領域的應用范圍將越來越廣、應用效果也將進一步提升。

4 結語

綜上所述，5G 移動通信技術具有信息傳輸效率高、運輸能耗成本低、設計理念先進等多方面的特點，該技術的誕生主要依賴于多天線技術、自組網技術、多載波技術、全雙工技術等現代化先進技術，當前，5G 移動通信技術正朝著智能化運營管理、性能優化發展等方向發展，不僅如此，其應用范圍也逐漸朝著新領域延伸，該技術必將成為我國未來社會中不可或缺的一項重要技術。