5G移动通信网络关键技术综述李超杰

5G移动通信网络关键技术综述李超杰

李超杰

中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司河南郑州450000

摘要：为了更好地适应未来海量移动式数据的爆炸式增长，第五代移动通信网络技术应运而生。在当前形势下，已经对5G通信技术的愿景和需求进行了全面、系统地分析，这样可以有效推动对5移动通信网络技术的研究。如何把现有技术和一些潜在技术整合在一起，成为下一步研究的重要内容。本文对5G移动通信网络技术进行了全面、系统地分析，从而为5G移动通信网络技术的发展提供了大量的理论依据，为5G移动通信网络关键技术的发展注入活力。

关键词：5G；移动通信；网络；技术

引言：随着4G进入规模商用阶段，面向2020年及未来的第五代移动通信（5G）已成为全球研发的热点。5G时代无线通信也将会进一步的完善，从稳定性、传输速度等方面向有线通信看齐，甚至会超越有线通信。分析归纳5G主要关键技术，对其发展趋势的进一步探讨，对于5G通信技术的不断完善有着积极的意义。

一、5G移动通信网络及其特点

1.15G移动通信网络概述

目前，全球对于5G移动通信还没有一个统一的定义，如何将高科技的相关技术应用到5G通信技术的研发当中，获取先机，是各个国家都面临的挑战。通俗来讲，5G移动通信是针对4G移动通信技术而言，是对第四代通信技术的不断完善和扩展。在传输速率上，5G通信技术会有更加快速、稳定的网络；资源的利用率以及传输速率也会突破4G通信技术的限制。在这样的基础上，5G通信技术还会不断加入更多的高科技专利技术，方便人们的生活和工作。根据前面几代的发展周期，5G移动通信网络技术预计在2020年投入使用，这也将会使通信历史上的又一次伟大变革，值得所有人的期待。

1.25G移动通信网络的特点

使用5G移动通信网络不仅会使得网络平均吞吐率、移动数据的传输速度、互动式游戏等的新兴移动业务等都得到极大地提升，而且还会在人性化设计上有所突破，提高用户体验。在传统经典的移动通信技术中，会用到物理层传输以及信息的编译码等技术。5G通信技术将会摒弃这些技术，而在多点、多用户、多天线、多小区共同合作网络方面做出研究和创新，以提高整体性能。同时，5G移动通信尽可能做到室内无线网络的全面覆盖，加强对高频段资源的使用，结合有线、无线、光载无线组网等技术进行综合使用，使用户能更加方便的使用移动数据网络，得到更加优质的用户体验。

1.35G网络通信大幅提高了数据的传输速率

在5G技术中，通过技术创新，其数据传输的速度可以高达每秒几十GB。以28GHz…波段为例，4G技术无线传输速率是75Mbps，而5G技术无线传输速度已经可达到1Gbps，并且有高于2Mb/s的非对称数据传输能力。

二、5G移动通信网络的关键技术

2.1无线传输技术

①大规模MIMO技术。MIMO技术（大型天线系统）是整个通信技术发展的核心技术，其具有原材料成本低和功耗低等优点，在3G、4G网络的研究和应用过程中就已经被广泛研究，为了实现5G移动通信技术更好的应用和发展，此技术仍然具有十分重要的作用。天线的数量影响着信息的传输以及频谱的效率，5G移动通信技术需要在以往的基础之上进一步增加天线的数量，实现收发端的天线配置升级，以此来使整个的信息传输效率得到优化。MIMO技术在实际应用过程中多采用集中分布和散落式分布的分布方式，通过这两种方式的混合使用，能够使设备更加充分的利用空间资源，不仅可以有效降低发射功率，而且还能够使抗干扰能力得到提升。②基于滤波器组的多载波技术。OFDM…技术（基于滤波器组的多载波技术）的优势在于可对抗多径效率和频谱效率高，但是还存在一些问题需要进一步研究，如循环前缀资源浪费和高灵敏性等方面。为了更好的将这项技术应用于5G移动通信网络，不仅需要提高其抗干扰的能力，还需要进一步研究数据传输的速率。多载波技术是一种基于滤波器组设置的技术，其对于滤波器的硬件设计要求很高，需要更加深入的进行研究。③全双工技术。全双工技术在5G移动通信技术中具有重要的作用，能够为5G移动通信技术将体更好的信号的支持。全双工技术受到收发信号间功率差的影响显著，因此要利用这种技术需要解决这一问题，并且降低干扰。目前可以通过数字端干扰抵消和模拟端的干扰抵消两项技术来缓解这个问题，但是还要通过进一步的研究使这项技术能够从小规模的单小区模式发展为整体大带宽模式。

2.2无限网络技术

①超密集异构网络技术。超密集异构网络技术是5G移动通信网络中一项十分重要的技术，能够起到提高系统的容量和运行效率的作用，在应用过程中，其通过缩短网络阶段与网络终端之间的距离的方式来实现上述功能，由于节点之间距离很小，因此可以利用异形结构来进行改善可以这一技术存在的自干扰能力。在5G移动通信网络应用过程中需要增加收发短天线的数量，因此，组网方式和无限资源管理技术也将在5G移动通信网络中发挥重要的作用。在移动通信过程中需要面临空间上的动态变化问题，因此需要重点研究怎样改善空间变化的适应能力。②自组织网络技术。自组织网络技术是智能化网络的产物，其能够提高网络的自我优化和恢复能力，同时还具有故障检测技术，基于此可以实现相关网络故障的自动排除，从而使网络的整体性得到提高。

2.35G移动通信网络中其他的关键技术

①毫米波通信技术。目前，对于毫米波的利用并不充分，而毫米波的资源较为丰富，在5G移动通信网络的应用过程中会增加收发端的天线数量，此时对于波长会有更高的要求，通常情况下波长不能够太长。根据实验研究表明，通过实现毫米波技术和MIMO技术的结合能够极大的改善数据传输的质量。②D2D通信技术。在5G移动通信网络中，通过应用D2D通信技术能够使相关设备在基站范围之外依旧可以进行蜂窝网络数据的连接，能够有效的提高用户体验和使用质量。D2D通信技术与蓝牙技术、WIFI技术相比，具有显著的通信距离优势，同时稳定性也更高。

三、5G移动通信网络的发展趋势

当前4G网络逐渐全面推广和普及，在不久的将来，必将实现5G网络时代，对于5G网络来说，在未来动通信网络的系统吞吐率、系统智能化、通信频率资源和无线传输效率等方面都将会有很大的发展，移动通信网络将会更加的智能化和自动化，技术的各个方面将更加的网上，网络的覆盖面积将会更加的广泛，消耗和成本将大大的降低。

现在全球都在疯狂的研究5G移动通信技术，如火如荼的进行着，而关键技术也会变得更加成熟，未来几年，将会步入实质性的发展阶段，并开始进行标准化的制定与研究。此外，其将会扩大通信系统的容量，通过对高频谱的利用，从而提高频谱效率、优化网络结构，新频谱的开发利用大大促进了移动通信系统性能的提升。5G移动通信技术具有非常广阔的发展前景，将会极大地促进未来社会的发展。

结束语：

这是一个移动互联网时代，移动通信网络拥有很高的需求量，高质量、安全、快速的移动通信网络需求量逐渐增加，当前4G网络已经逐渐普及，5G网络时代即将到来，对于5G网络来说必将更加的方便快捷、安全性更高，对于5G网络的关键技术进行分析，有助于促进其更好的发展，随着5G网络的发展，5G通信网络技术不仅为普通消费者带来全新的移动通信体验，也为各行业应用提供了更开放的创新空间。在5G时代，人们将体会到智慧城市、智慧家庭带来的方便与快捷。5G将进一步带动信息化与工业化的融合，为“互联网+”提供技术上的支持，给予经济“新常态”下的信息消费市场最有力的推动。移动通信网络必将迈向一个新时代。

参考文献：

[1]陈辛鹏，赵小玉.，动通信技术及发展.通讯世界，2016.

[2]赵国锋，陈婧，韩远兵，等.5G移动通信网络关键技术综述.重庆邮电大学学报（自然科学版），2015.

[3]周代卫，王正也，等.5G终端业务发展趋势及技术挑战.电信网技术

[4]李宏佳，陈鑫等.面向5G的分布式移动云计算协同架构与管理机制.中兴通讯技术，2015.