5G网络技术初探与展望

5G网络技术初探与展望

陈义文

广东海格怡创科技有限公司

摘要：伴随着网络技术不断的发展，为人们的生活提供了非常大的进步，使其中出现了非常多的新兴产业。从现阶段的实际情况来讲，4G技术虽然普及时间并不是非常长，但是各个领军企业都在不断研究5G网络技术，借此使自身在行业之中占据更重要的位置。通过5G网络技术结合其他技术可以获得更好的发展，能够实现智能化调整，具有非常好的灵活性，为其实际发展创造动力。从现阶段5G网络技术的实际发展情况来讲，其已经成为重点，还需要通过更有效的措施为其实际发展提供动力。

关键词：5G网络技术；研究现状；发展趋势

与前四代通信技术不同，5G是现有无线通信技术的融合，相比4G在传输速率提升10～100倍，峰值传输速率达到10Gbps，端到端时延达到ms级，连接设备密度提高10～100倍，流量密度提升1000倍，频谱效率增加5～10倍，能够在500km/h的高速下保证用户体验。5G将渗透到未来社会的各个领域，以用户为中心构建全方位的信息生态系统，通过无缝融合的方式，更便捷地实现人与万物的智能互联。

1、5G网络技术的特点

相较于4G网络来讲，5G网络技术会在多个方面获得提升，例如在无线传输效率或者是通信系统智能化等方面都能够获得较大程度的进步。从我国近年来的实际发展来讲，网络技术获得了非常大的提升，5G网络技术已经成为我国科技发展的重点，所以其中会存在非常多的特点。第一点是5G网络技术在实际应用之中，非常重视用户的体验效果，在传输等工作方面会有非常大幅度的提升，而且其也会对5G网络技术在实际应用之后所获得的提升产生一定的影响。第二点是在5G网络技术实际应用之中，可以使通信系统更加的健全与完善，并且能够提高其实际指标，保证其实现多方向发展，在系统优化的过程中能够进一步优化性能，为5G网络技术的实际应用提供更大的帮助。第三点是在可以使运营商实时调控网络资源，因为其可以进一步提升流量动态的掌握效果。通过5G网络技术可以降低运营成本，提高效益。

2、5G移动通讯网络的关键技术分析

2.1高频段传输技术

移动通信传统工作频段主要集中在3GHz以下，这使得频谱资源十分紧张，而在高频段(如毫米波、厘米波)可用频谱资源丰富，可以实现高速短距离通信，并支持5G容量和传输速率等方面的需求。高频段的应用是未来移动通信的发展趋势，业界对此高度关注。充足的可用带宽、小型化的天线和设备、较高的天线增益是高频段通信的主要优点，但也存在传输距离短、绕射能力差、易受环境影响等缺点，射频器件、系统设计等方面的问题也有待进一步研究和解决。

2.2新型多天线传输技术

多天线传输技术是目前5G移动通讯网络关键技术之一，它主要是由多输入多输出技术即MTMO技术的升级版，其工作原理是运用发射基站的多个天线独立发送信号，又同时接收信号并能够完整复原信息的一种技术，随着多天线传输技术的引入，发射基站将有望支持128根协作天线同时工作，并且可以有效地降低信号间的互相干扰，很大程度上改善无线信号的覆盖性能。

2.3同时同频全双工技术

传统的移动通讯网络利用的是分时分频模式，其在工作效率上存在着很大的限制，而同时同频全双工技术，在相同的频谱上，通信的接收和发射工作可以同时进行，这就大大提高了移动通信的信号传输效率，但是，同时同频全双工技术需要极高的干扰消除能力，而目前移动通信方面的干扰消除技术还存在着诸多不足，尤其还存在着相邻小区同频干扰问题，因此，全双工技术在多天线及合作网络下所面临的难度更大。

2.4D2D技术

以基站为中心实现小区覆盖的组网方式是传统的蜂窝通信系统的普通应用方式，由于基站和中继站不能移动，所以这种网络连接结构的灵活度存在着很大的不足，当今社会，由于无线多媒体业务发展迅速，这种网络结构已不能满足海量用户在不同环境下的应用需求。因此，迫切需要研究出一种新的网络连接技术来解决当下所面临的通信难题，因此D2D技术就应运而生了。D2D技术的最大优势就在于它可以直接连接通信终端，而无需借助基站的转接，实现通信信号的短距离直接传输。同时，它还可以通过广泛分布的终端，改善网络之间的覆盖，支持更灵活的网络架构和连接方法，更高效地利用频谱资源。目前，D2D采用的组播、单播和广播的技术方案，尚存在着很大的不足，未来，D2D的增强技术将是业界继续研究的方向。

2.5超密集网络技术

随着各种智能终端的普及，面向未来的移动数据流量将呈爆炸式增长。数据业务将主要集中在室内和热点地区，减小小区半径，增加低功率节点数量，是保证未来5G网络支持超高流量增长的关键技术之一。超密集网络能够改善网络覆盖，大幅度提升系统容量，具有更灵活的网络部署和更高效的频率复用。与此同时，节点间距离的减少，小区边界数量剧增，越发密集的网络部署将使得网络结构更加复杂，干扰消除、小区间切换、基于终端能力提升的移动性增强方案等都是目前研究的热点。

2.6新型网络架构技术

目前，LTE接入网采用网络扁平化架构，减小了系统时延，降低了建网和维护成本。未来5G可能采用C-RAN接入网架构。C-RAN是基于集中化处理、协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线接入网构架。其基本思想是通过充分利用低成本高速光传输，直接在远端天线和集中化的中心节点间传送无线信号，以构建覆盖上百个基站服务区域，甚至上百平方公里的无线接入系统。C-RAN架构适于采用协同技术，能够减小干扰，降低功耗，提升频谱效率，同时便于实现动态的智能化组网，集中处理有利于降低成本。

3、5G网络技术未来发展趋势

5G网络作为一种先进的移动通信技术，其将会得到更多的应用，无论是在车联网、物联网还是在移动网，均可以利用智能天线、SON、SDN等提高通信传输能力，实现4K高清晰视频的实时传播。另外，随着5G移动通信未来的发展和普及，将会吸引更多的通信专家、科技公司、科研教育机构进行研究，本文通过未来发展情况进行分析，认为5G网络未来发展包括两个关键趋势，一是通信带宽资源更高、系统容量更大；二是数据通信组网更加智能和复杂。5G移动通信也将会引入更多的通信关键技术，这些技术包括动态化的通信带宽资源分配、频分多址接入、大规模MIMO技术等，这些都可以提高网络通信的接入能力。带宽动态优化和分配技术可以根据通信带宽的承载能力，为每一个用户按需分配带宽资源，这样就可以提高带宽资源灵活性，利用频分多址接入可以更好的识别每一个用户，大规模MIMO技术实现数据的高接入和并发输出，这样就可以提高5G网络的复用能力。5G通信组网也可以结合绿色节能的实际应用需求，开发一些更加节能的基站建设模式，提高5G网络规划和处理能力，方便设计和建设人员运行维护。

4、结语

从我国现阶段的实际情况来讲，现阶段所使用的网络可以基本上满足沟通效果，而5G网络技术在实际应用的过程中可以进一步提高工作和学习等，并且可以有效解决人们在生活与工作中的问题。从现阶段的实际情况来讲，不同国家对于5G网络技术合作都非常重视，我国也在不断加强5G网络技术方面的研究效果，与国际产业共同推进5G网络技术的实际发展，借此使我国的网络技术效果更好，提高我国在国际中的地位。

参考文献

[1]孙同伦.5G与Wi-Fi融合组网需求分析及关键技术相关探讨[J].信息通信，2018，11(11):234-235.

[2]夏宇星，张维.5G移动通信发展趋势与若干关键技术分析[J].电子技术与软件工程，2017，14(21):35.