5G移动通信网络关键技术探析

5G移动通信网络关键技术探析

曾涛

广东省电信规划设计院有限公司524002

摘要：移动通信技术发展迅速，也不断改变人们的生活方式，为各个领域提供更多的便捷性。目前，4G通信技术已经发展的比较成熟，4G技术的不断普及也表明了在未来，数据通信将会逐渐地代替语音通信，在通信行业中发挥更重要的作用。基于这样的背景，5G移动通信已经慢慢变成各个国家的研究热点。抢占先机，掌握其中的关键技术，不仅仅是单纯的通信技术竞争，也是综合国力的又一次较量。本文主要就5G移动通信网络关键技术、未来的发展趋势两个方面内容进行论述。

关键词：5G移动通信网络；关键技术；未来发展趋势

引言

在4G移动通信网络技术基础上，通过对于有关技术的提高、功能模块的改变、5G移动通信网络技术具有更好的质量和水平，充分的满足人们对于高质量移动通信网络的应用需求，提高移动通信网络的经济效益和社会价值。其主要的特点是具有更高的资源应用效率、更快的网络传输速度、更稳定的网络连接。同时，5G移动通信网络技术还关注于以下方面，即更好的注重用户个人体验、热点高容量、更好实现端到端的服务。因此，我们针对5G移动通信网络关键技术、未来的发展趋势问题进行研究和分析。

一、5G移动通信网络及其特点

(一）5G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。

(二）5G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。

二、5G移动通信网络关键技术

(一）大规模的MIMO技术

大规模的MIMO技术又称大型天线系统，其具有几百个甚至是数千个服务天线，其主要的目的是提高频谱的效率。该技术最大的特点是可以实现基站中多个用户的实时通信。其众多天线的应用有利于对移动通信网络中的信号进行高质量接收和传输，并且对其进行有效性的整合，然后通过科学化调拨用户的终端，有利于获得大量高效率的能源和大量的信号吞吐。大规模的MIMO技术可以应用时双分工、也可以应用频双分工来进行操作，凭借着其较低价格元器件、低能耗的应用、有效性的降低了网络延时，未来具有广阔市场前景。但是，这种技术目前依然存在一些问题，需要我们应用合理化方式来进行解决，提高其应用的性能，更好的为人们网络应用而服务。比如：对于新加入的资源网络终端如何进行分配，对于众多价格低廉、低能耗等的电子元器件如何进行有效性的组合，在对于额外天线进行应用中怎样降低能耗，提高大规模MIMO技术应用的质量和水平等等。到目前为止，我们的一些企业，比如：华为、中兴、大唐等已经完成了大规模MIMO技术测试工作，使得到2020年左右我国应用MIMO技术为主要方式的5G移动通信网络成为了可能。

(二）D2D通信技术

D2D通信技术的应用主要的目的是保障5G移动通信网络中设备与设备之间通信的质量和安全，使得5G移动通信网络用户进行更好的网络体验。在最初对于D2D通信技术进行研究时，其主要的方式是设定基站来进行参与、协调，发展到现在通过大量的试验已经使得基站不需要进行参与，提高了通信的质量和安全性。D2D通信技术与以往的蓝牙技术、WIFI技术方式相比，最大的优点是在蜂窝系统频段进行工作，在较长距离的通信中依然具有良好的通信质量，与其它类型的传输方式相比具有非常高的网络传输速度、较低的网络传输延时性，较低的能耗性，良好的稳定信号特点。因此，在未来5G移动通信网络应用中D2D通信技术将会发挥出重要作用。但是，这种技术方式还存在一些问题需要我们来进行解决。比如：D2D通信技术在应用中主要采用的是单播、多播、广播的形式，具有复杂性和难以进行灵活调度的特点。

(三）毫米波通信技术

将微波技术向高频做出相关延伸同时将光波技术向低频技术做出发展，就形成了毫米波技术和相关理论。目前，波的频段资源使用就全世界而言，依然是非常有限的。而毫米波资源相对来说要丰富得多，而且对毫米波并没有做到充分利用。5G通信技术中由于增加了收发端的天线数量，这样对波长的要求就变得更高，一般波长不能太长。实验表明，将毫米波技术跟MIMO技术进行结合，会对数据的传输效率有很大的改善。因此。对毫米波的研究也会是5G移动通信时代的重要技术。

三、5G移动通信网络未来发展趋势

5G移动通信网络未来有巨大的发展空间，已经受到各个国家普遍性的关注。比如：以我国来讲，在多年前已经开始进行有关5G移动通信网络的实验室研究、2016年已经完成对于5G移动通信网络技术的户外测试，并且要在2020年左右完成5G移动通信网络技术的商业化和普及化。因此，5G移动通信网络在未来具有以下方面的发展趋势。

第一，对于信息安全、尤其是网络信息隐私的研究和开发。未来的网络信息应用需要充分的满足用户个人体验，更加的注重保护用户的隐私权。因此，如何在5G移动通信网络环境中应用合理化技术方式保障网络信息安全和用户信息的隐私，对于路由器、信息编码、信息的延时性等进行全面优化成为一个重要的研究课题。

第二，深海地下高空的通信。深海地下高空的环境非常复杂，会对于网络信息的传输造成非常大影响。因此，需要对于5G移动通信网络进行更大规模的研究和探索，有利于其在未来发展中可以在深海地下高空这些复杂环境中保障网络通信的质量和安全，使其具有良好的应用效益和价值。

第三，社交网络。5G移动通信网络在未来的发展中需要在社交网络平台中进行有效性的应用，更好的为用户呈现虚拟化世界，保障他们进行良好的社交。

第四，软件定义网络。5G移动通信网络在未来完全的打破传统网络间区分，对于其数据平面和控制平面进行有效性的网络融合，应用良好的控制平面来进行调度操作，充分的保障用户进行高质量网络通信。

四、结论：

5G移动通信网络应用的关键技术有毫米波通信技术、D2D通信技术、大规模的MIMO技术，本文主要对于这些内容进行有效性的叙述，并且对于5G移动通信网络技术未来发展方向进行分析，有利于我们在未来对于这项技术进行更好的研究，使其早日应用到我们的工作和生活中，为我们提供高质量的移动通信网络服务。

参考文献：

[1]赵国锋，陈婧，韩远兵，徐川.5G移动通信网络关键技术综述[儿重庆邮电大学学报（自然科学版），2015,04:441-452.

[2]孔令兵.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[几通信电源技术，2015,04：124-125.

[3]尤肖虎，潘志文，高西奇，曹淑敏，邬贺铨.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].中国科学：信息科学，2014,05:551-563.

[4]方汝仪.5G移动通信网络关键技术及分析[儿信息技术，2017,01:142-145.