5G移动通信关键技术发展趋势及关键技术研究

5G移动通信关键技术发展趋势及关键技术研究

铁超

武警青海总队

摘要

近年来，我国社会经济快速发展，智能化设备在生活中逐渐普及，使用移动通信技术的人越来越多，社会对移动通信的需求越来越大，要求更高的移动通信技术水平。我国的移动通信技术正在快速发展，并已经广泛应用在人们的生活和工作中，带来很大的方便，有效的提升了人们的生活质量。和以往的4G移动通信技术相比，5G拥有更好的传输速率和更高的资源利用率。5G网络时代则要在4G时代人人互联的基础上，实现大宽带、广连接、低时延，实现万物互联的效果，更好的满足用户个性化的需求。在生活和工作中应用5G技术，实际上是对用户端、无线网络、业务以及应用场景开展进一步的创新融合。基于此，本文主要对5G移动通信发展趋势进行分析，对5G移动通信关键技术进行研究论述，以供参考。

关键词：5G移动通信；关键技术；发展趋势

1 5G移动通信技术分析

1.1 5G技术的概念和优点

　　和4G移动通信技术最大的不同之处在于：5G移动通信技术是一项融合了现代通信技术精华的技术。5G技术是目前最新一代的移动通信技术，具有极强的灵活性，使用起来安全可靠，其覆盖面也更加广阔，针对于4G网络通信技术中存在的不足之处也进行了有效的处理和优化。采用先进的技术和高频效率，以此构建高稳定性和高可靠性的网络社会，更好的满足现代社会生活和工作中对移动通信技术的高需求。近年来，我国对移动通信网络的需求量呈现上升的趋势，以往的移动通信技术逐渐难以满足这一需求，运营商为了解决这一问题，加快对5G技术的研究，且预计从2020年开始将5G移动通信网络投放至社会中使用。

1.2 5G移动通信技术包含的三大服务

　　其一，增强移动宽带，拥有极高的网络速率，能够实现毫秒级时延通信，具有极高的覆盖率。能够实现不同设备在同一时间内传输大量数据信息。在VR和AR领域以及社交网络领域都可以应用，为用户提供更舒适的体验；其二，低延时通信，提升网络服务效率和质量。比如：在工业制造和V2X通信中应用5G技术。通常情况下，5G服务空中接口不是必须采用同样的，可以依据具体设计和不同的5G服务组合灵活选择合适的空中接口。由于是xMBB服务，因此可以选用OFDM的空中接口技术。像uMTC服务更适用于选择FBMC空中接口和UF-OFDM空中接口；其三，海量机器类通信，让成千上亿的网络设备能够通过无线连接在一起。在6G以下的频段推进海量机器类通信，并应用在物联网领域中。以往的蓝牙、Wi-Fi都属于家用小范围。随着适用于社会大范围的LoRa、NB-IoT等技术的出现，有利于推动物联网向更好的方向发展。

第2章 5G移动通信的关键技术分析

2.1 智能化技术

　　云计算平台主要组成是一个大型的服务器。作为5G移动通信的中心网络，云计算平台对5G移动通信的实现效果有重要意义。基站具有很多种形态和数据，能够采取不同的频段处理部署满足不同的业务处理需求，拥有多禅化的连接方式和天线。宏基站的云计算储存功能和大数据存储功能能够将实效性强的数据信息进行及时有效的处理。

2.2 多天线传输技术

　　如今，在速率方面和频率利用方面，多天线传输技术的应用都有很大的优势，它能够有效提升5G移动通信的网络覆盖率，降低能源损耗，提升节能效果。这也是多天线传输技术能够成为5G研究主要方向之一的原因。如今，移动运营商在应用多天线技术时，主要是应用源天线阵构建D-MIMO，再借助毫米波技术提升无线信号的覆盖效果。当然，相关研究人员还在不断对此深入研究，以此进一步提升其覆盖能力。

2.3 同时同频全双工技术

　　同时同频全双工技术能够有效提升频谱利用率，其技术的无线通信设备频率和时间都相同，能够同时发射和接收无线信号。这一技术的实质在于两个方面的信号从同一个物理信道上传输，这意味着既需要在同一个节点发射同频信号，还需要发射信号机中的信号，以此提升同频谱效率。不同于传统手段，该技术的频谱效率得以有效提升，且具有良好的灵活性，得以更好的满足生活和工作需求。

2.4 新型网络构架技术

　　根据移动通信业务的发展趋势来看，未来移动通信业务的需求会越来越大。5G背景下使用的新型网络架构技术在成本方面应当保证低成本，在时延方面应当保证毫秒级时延，还应当包含易维修、偏平化等的特点。现阶段我国主要研究C-RAN和云架构。这两种网络架构是当前通信领域的重点研究内容。

2.5 密集网络技术

无线传输技术也属于5G移动通信的关键技术，它使5G移动通信拥有更丰富的无线接入方式。5G的数据流量能够达到4G数据流量的千倍，且具有较高密集程度，研发5G时应当确保网络节点和终端设置二者之间的距离。需要从两个层面实现相关技术：其一，在宏基站中设置大量的天线；其二，设置大量的密集网络。其天线的信噪比增益较低，和密集网络信噪比增益无法相提并论。5G数据流量之所以能够达到4G数据流量的千倍，也是因为应用了密集网络，密集网络是提升5G数据流量的关键技术。密集网络技术在系统容量方面也有较大的优势，还具有良好的灵活性。

结论

近年来，我国对移动通信网络的需求量呈现上升的趋势，以往的移动通信技术逐渐难以满足这一需求，运营商为了解决这一问题，加快对5G技术的深入研究。5G移动通信技术包含的三大服务、四个主要的赋能工具以及六个特征，其关键技术包括智能化技术、多天线传输技术、同时同频双全红技术、密集网络技术等。

参考文献

[1] 张桂萍.5G移动通信网络关键技术应用[J].数字通信世界，2019（03）：210.

[2] 尤肖虎,潘志文,高西奇,等.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,2014,44(5):551-563.

[3] 赵国锋,陈婧,韩远兵,等.5G移动通信网络关键技术综述[J].重庆邮电大学学报:自然科学版,2015,27(4):441-452.