5G 通信技術背景下傳輸技術發(fā)展趨勢研究

張 健

（中國移動通信集團設計院有限公司湖南分公司，湖南 長沙 410000）

0 引 言

移動網(wǎng)絡的發(fā)展加快了移動通信網(wǎng)絡的運行速度。目前4G 的智能移動通信技術已被廣泛應用。但相對傳統(tǒng)的4G 通信技術而言，5G 并非單一的通信技術。它以傳統(tǒng)通信技術為基礎，整合各種通信技術而形成的一項綜合性技術。5G傳送數(shù)據(jù)的速率為10 Gb/s，比4G快100倍。5G不僅在信息傳遞速度上有很大優(yōu)勢，在移動資源方面也有很大優(yōu)勢，文章對5G 通信技術背景下的傳輸技術發(fā)展趨勢提出見解。

1 5G 的基本特點

1.1 5G 移動通信系統(tǒng)性能突出

5G 通信技術在速度和網(wǎng)絡時延上有很大優(yōu)越性。5G 時代的來臨使人們完全告別“網(wǎng)絡干擾”的局面。5G 傳輸更加強調總體數(shù)量的提高，不僅在用戶、天線以及節(jié)點等方面超過4G，也對技術節(jié)點進行了調整，著重于節(jié)點間的協(xié)同和組網(wǎng)，該設計方案將極大改善5G 網(wǎng)絡的運行效率。5G 移動通信是以當?shù)匾苿臃諡橹鲗У耐ㄐ欧眨瑑?yōu)先考慮無線局域網(wǎng)覆蓋，有更快的資源傳輸和更高的傳輸效率[1]。5G 移動通信采用了更高級的大型多進多出技術（Multiple Input Multiple Output，MIMO）和超密集網(wǎng)絡技術，通過逆向傳送有限的能源，增加了傳送距離，減少了對信號的干擾，大大提升了資源的傳送速度和效率，也增加了使用者的使用體驗，如表1 所示。

表1 5G 關鍵技術指標

1.2 新型網(wǎng)絡結構

隨著社會的發(fā)展，人們對網(wǎng)絡的需求不斷增加。新5G 的網(wǎng)絡體系結構技術可以很好地滿足各種服務需求。對此技術進行優(yōu)化，運用科學方法，可以減少業(yè)務處理費用和延時，充分體現(xiàn)其應用優(yōu)點。目前采用的體系結構大多基于云計算的體系結構，而云計算體系結構是網(wǎng)絡訪問的基礎。為實現(xiàn)這一目標，研究者們把精力集中在云計算體系結構，以尋找最佳的技術應用和發(fā)展思路[2]。

1.3 設備直接通信

隨著通信技術的不斷開發(fā)，可以通過改變網(wǎng)絡的覆蓋方式實現(xiàn)設備間的直接通信。設備間的直接通信指各設備按照已有的需求和直接的連線進行通信，即在連接的設備后，不需要其他設備輔助就可以進行通信。在實際工作中采用這種技術，能確保通信的穩(wěn)定和信號的傳輸質量，有效提高通信的效率和能量消耗。因此，直接通信是整個技術領域的一個重要組成部分，技術研發(fā)人員必須對其進行深入研究。

1.4 先進的設計理念

5G通信技術采用最新的設計理念，最尖端的技術。從總體來看，它給使用者帶來了多種不同經驗，5G通信技術的重點發(fā)展方向是室內無線覆蓋和技術支持，4G 通信技術還沒有達到這一目的。5G 通信技術將會在通信技術的設計上帶來突破[3]。

2 5G 通信技術背景下傳輸技術的發(fā)展前景

2.1 提升總體性能

5G 通信技術在服務能力和傳輸能力上都有很大提高。相對于4G 通信技術而言，5G 移動通信技術有明顯的優(yōu)越性。從目前的發(fā)展趨勢來看，5G 通信技術的目標是增加網(wǎng)絡的容量、網(wǎng)絡連接、網(wǎng)絡傳輸速率以及降低能耗等。5G 移動通信網(wǎng)利用位流傳送方式來分割所涵蓋的業(yè)務區(qū)，并對模擬信號進行數(shù)字化的數(shù)字蜂窩網(wǎng)。在5G 移動通信系統(tǒng)中，所有的無線設備都能用無線電波進行通信，當一個收發(fā)器被指派到一個頻率池時，這個接收器就能被重新使用，也可以用光纖天線與互聯(lián)網(wǎng)相連。從5G 通信技術的研究情況來看，5G 通信技術可以滿足大數(shù)據(jù)業(yè)務的需求，同時可以連接1 000 億個設備，而且連接密度有極大地提升。5G 通信技術的發(fā)展將進一步優(yōu)化5G 移動網(wǎng)絡的總體性能，包括資源傳輸效率、頻譜利用率以及5G 通信技術的發(fā)展。預計到2025 年，移動網(wǎng)絡的容量將比4G 增長1 000 倍。為防止數(shù)據(jù)流的突然增加，相關技術人員對5G移動網(wǎng)絡的性能進行了優(yōu)化。在5G 通信技術的推廣下，大流量服務將成為主要業(yè)務，只有持續(xù)提升網(wǎng)絡資源的傳輸效率，才能降低用戶等待時間，以達到更好的應用需求。另外，有效的數(shù)據(jù)傳送服務需要確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性，是當前5G 移動網(wǎng)絡性能優(yōu)化的一個重要趨勢。隨著信息技術的不斷發(fā)展，5G 網(wǎng)絡將具備一定的適應性，以便更好地適應不同用戶的實際需要[4-6]。

2.2 減少網(wǎng)絡能源消耗和運行費用

5G 通信技術發(fā)展可以減少能源消耗和運行費用。目前，4G 移動通信系統(tǒng)的能耗大、流量小。5G 移動通信系統(tǒng)在通信信號的傳輸過程，通過對基站、天線以及接收器等進行優(yōu)化，以減少系統(tǒng)總能量消耗。同時，在5G 網(wǎng)絡的部署中，可以有效利用現(xiàn)有的移動通信資源，減少系統(tǒng)的建設和運行費用，提升其運行的合理性，實現(xiàn)對系統(tǒng)能量消耗的控制。另外，創(chuàng)新5G 通信技術的設計理念，既能減少能源消耗，降低成本，還能滿足使用者對通信網(wǎng)絡的需求。

2.3 加速5G 移動的智能化發(fā)展

智能技術的研發(fā)與應用將成為5G 通信技術發(fā)展的一個主要趨勢。為了保證5G 網(wǎng)絡能夠根據(jù)實際的接入要求增加新的節(jié)點，5G 通信技術采用組網(wǎng)技術。5G 通信技術還可以增強網(wǎng)絡的自我修復功能，通過對系統(tǒng)故障進行自動檢測與排除，確保移動通信網(wǎng)絡可靠運行，有效避免對用戶造成的不良影響。5G 在移動通信的速率、頻寬、安全以及可靠等方面有著顯著的優(yōu)越性，同時5G 在社會上的應用也逐漸引起人們重視。移動互聯(lián)網(wǎng)是一個集多項技術于一體的大型網(wǎng)絡平臺，這些技術將為移動通信業(yè)務提供技術支撐，并在現(xiàn)有業(yè)務的基礎上發(fā)展出新的業(yè)務，同時5G 業(yè)務的發(fā)展也需要移動互聯(lián)網(wǎng)的支持，以實現(xiàn)服務內容的無線傳輸。5G 的發(fā)展趨勢是將無線技術集成起來，實現(xiàn)智能化、自動化處理，保證業(yè)務運行的安全性。在5G 移動通信服務中，針對用戶需要和業(yè)務需要，采用智能處理模式，在用戶提出要求時，充分利用有限的資源對服務進行優(yōu)化處理。在傳輸技術上，通過對頻譜的深入研究，擴大網(wǎng)絡的訪問地址，對其進行深度開發(fā)。例如，中興通訊股份有限公司（以下簡稱中興）積極投入5G 研發(fā)與應用，給出綜合通信解決方案，將人工智能（Artificial Intelligence，AI）技術與電信領域做深度結合，開展5G 無線技術、云化、切片、承載以及運維服務等相關領域的自動化和智能化探究，積極參與推進相關標準規(guī)范的制定和開源技術貢獻[7-10]。結合5G 網(wǎng)絡發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)以及對智能化的引入需求，中興給出了5G 智能化Cloud IP解決方案，如圖1 所示。

圖1 中興Cloud IP 解決方案架構

3 結 論

5G 移動通信技術的特性擴展了5G 移動通信的服務領域，在技術創(chuàng)新與發(fā)展方面發(fā)揮了巨大作用。移動通信技術會改變目前的通信方式，為傳送大規(guī)模的數(shù)據(jù)服務，如視頻服務。當前5G 移動通信技術還存在著巨大的發(fā)展空間。未來，5G 移動通信技術的研究和應用中，將會與智能網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術緊密結合，以更好地滿足用戶需求。