淺析5G移動通信網絡關鍵技術

侯 剛

（中浙信科技咨詢有限公司，杭州　310013）

1　概述5G移動通信網絡

1.1　5G網絡的研發

隨著4G移動通信網絡技術的逐漸成熟，當前社會上的移動通信網絡用戶數量也大大增長。與此同時，當前人們對于網絡速度的要求也發生了較大變化。而5G網絡技術的研發就是在這種情況下被提出的，其研發意義在于有效滿足用戶對網絡通信速度的要求，并為更多的用戶提供高質量的移動通信服務。當前使用的4G網絡技術相較于3G網絡技術而言，其主要優勢體現在用戶容量與通信速度的提升。而在研發5G網絡時，工作人員很難在4G網絡的基礎上，進一步提升用戶容量與通信速度方面。因此，工作人員可以將提升數據流量作為5G網絡技術的研發切入點。同時，5G網絡技術的研發重點還包括視頻流量技術與無線連接技術等。而在5G移動通信網絡技術的核心技術研發過程中，工作人員還應重視對接入端的控制，以確保5G移動通信技術的研發能夠使用當前社會所需。

1.2　5G網絡技術場景

隨著我國移動通信網絡的全面發展，移動互聯網與物聯網業務逐漸成為了移動通信領域的主要發展趨勢。而當前，人們在其日常工作與生活中很多活動的展開都離不開移動業務的支持，而這種多樣化的移動業務需求對當前的4G來說，具有一定的實現難度。在這種情況下，唯加快對5G網絡技術的研究，才有可能在高流量密度、高連接密度與快速移動場景下保證移動通信服務質量，確保滿足人們在各種活動場所中的視頻、在線游戲與各種虛擬現實業務的需求。而連續廣域覆蓋、熱點高容量與低功耗大連接以及低時延高可靠等就是5G網絡技術在未來的主要應用場景。其中，連續廣域覆蓋與熱點高容量同時也是當前移動通信網絡的主要應用場景。而智慧城市與智慧農業、智能家居以及環境監測、數據采集及傳感等均是低功耗大連接這一應用場景的主要方向，其對移動網絡通信技術的要求主要體現在數據包較小、功耗較低且連接海量等方面。而低時耗高可靠這一應用場景主要是指車聯網與工業控制等垂直行業，這種特殊行業對移動互聯網具有較為特殊的需求，具體包括時延性與可靠性兩方面。

1.3　5G網絡技術的優勢分析

1.3.1網絡通信速率較高

5G網絡技術的研究是基于4G網絡技術而進行的，而近些年來，我國4G網絡技術的發展愈加完善，其應用獲得了一致好評。因此，5G網絡技術的研究起點極高，這既為5G網絡技術的研發提供了一定便利，同時也為5G網絡技術的研發帶來了較大壓力。而隨著現代社會生活節奏的不斷加快，移動通信網絡用戶對技術的新要求主要體現在速率的提升方面。這是由于雖然4G網絡技術的速率相較于以往而言，已經很高，但是仍舊不能滿足用戶不斷提升的需求。而當前用戶在進行數據傳輸時，大多是在低信道頻段進行的，雖然能夠有效保證傳輸質量，且不需運營商在基站搭建方面投入過多。但是，低頻資源的有限性極大的限制了網絡用戶的接入，無法為更多的用戶提供接入服務。需要注意的是，頻段資源在我國主要是依靠政府來進行分配的，但在國外卻主要是通過競爭來獲取的。因此，低頻資源的分配缺乏市場競爭規律的主導，極大的限制了4G網絡技術的發展。當前，4G網絡技術的載波頻率多為20MHz，而在實際傳輸過程中，主要是通過多載波碼分多址技術，來實現對多個載波的有效聚合，以便實現對傳輸速率的提升。而5G網絡技術在研發過程中，應將高頻段資源作為切入點，設法實現對傳輸速率的提升，而這也正是MIMO系統被提出的基礎，而利用高頻段資源來進行信號的傳輸，就能夠因波長較短而減短天線的長度，進而大大降低對天線間的距離要求，進而確保在基站實現對集成天線的設計。

1.3.2容量更大

物聯網概念在我國一經提出，就受到了社會各界的廣泛重視，但是其發展效果卻不甚理想，這主要是受到移動終端能耗與無線網絡覆蓋等方面的限制而導致的，使得物聯網目前的應用領域較小。而通過對5G網絡技術的研發，就能夠推動物聯網的進一步發展。鑒于終端的功耗問題是影響物聯網發展的主要因素，因此，應重視對功耗問題的解決。這是由于終端在接入網絡時，會涉及到很多的節點，但是有些終端在使用過程中，缺乏二次充電的環境，因此，其往往只能依靠自身電池來支持服務。而為了解決這一問題，3GPP曾試圖運用窄帶物聯網技術，來實現對終端使用功率的有效控制，降低網絡傳輸的帶寬，同時降低信號發射的功率，以達到省電的目標。雖然，在一定程度上降低了物聯網終端的實時性，但卻并不會對其實際應用造成過大影響。因此，5G網絡技術的研究就應充分利用這一成果，并以此為基礎來進行節能省電的目標。

1.3.3移動網絡延遲較低

在應用LTE網絡后，移動網絡的延遲就降低到了100ms之下，為網絡用戶帶來了更好的網絡連接體驗，降低網絡延遲對用戶滿意度的影響。而5G網絡技術的研發與應用，能夠在LTE網絡的基礎上，進一步降低網絡延遲，推動移動通信網絡的發展。由于LTE網絡中的一個TTI是1ms，而5G網絡技術在優化設計幀結構時，主要是通過縮短每一子幀的時域，來達到物理層面的時延。

2　5G移動通信網絡的架構分析

5G移動通信網絡的無線基站建設，主要是通過毫米級微波來實現的，以便滿足海量數據與海量連接數的實際需求。因此，未來5G無線基站的建設密度勢必會大幅增加，以便向用戶提供優質服務。通常情況下，在人口稀少的區域建設無線基站，應以宏基站形式為主，以確保網絡覆蓋效果。而在人口聚集區建設無線基站時，則應注重對當前4G無線基站的利用，并在其周邊進行射頻拉遠來完成無線基站的站點布設。因此，超密集組網式是未來在人口聚集區建設5G無線基站的主要結構形式。而5G網絡架構的形式包括接入云、控制云與轉發云等。

3　淺析5G移動通信網絡關鍵技術

3.1　無線網絡技術

隨著現代社會的快速發展，5G移動通信網絡構建過程中的關鍵技術就包括無線網絡技術。這是由于無線網絡技術勢必會隨著5G移動通信網絡的應用而逐漸發展完善起來，不僅能夠實現對各種無線技術的有效整合，同時還能夠進一步提升5G網絡的無線接入能力，能夠有效實現對新研發設備與原有4G網絡與3G網絡，以及其他型號的無線設備的有效接入，進而為5G移動通信網絡的不斷發展奠定良好基礎。與此同時，5G網絡技術還能夠實現對無線網絡的準確智能識別，以便將用戶實際需求與各項資源的合理整合與配置。此外，由于5G網絡技術具有更強的互用性，這樣一來，各個系統之間的互相操作效果就得到了有效保障，有助于提升服務器質量，提升用戶滿意度。

3.2　無線傳輸技術

而無線傳輸技術也是5G移動通信網絡中的關鍵技術，其應用依據是系統的存儲容量，而通過增加天線設備的數量，就能夠有效確保5G移動通信網絡的容量能夠滿足用戶實際所需。而MIOM系統的應用，就能夠實現對空間因素的充分利用，以完成對眾多天線路徑的有效構建，確保充分發揮空間處理技術的效果，同時也能夠提升對頻譜的利用效率。

3.3　高頻段的使用

5G移動通信網絡構建中的另一個關鍵技術，就是對高頻段的使用技術。這是由于以往的3G網絡與4G網絡，在低頻資源的使用方面已經較為充分。因此，5G移動通信網絡在其發展過程中，就應將側重點放在對高頻段資源的利用上。鑒于當前微波頻段已經趨于飽和，但是高頻段微米波段資源卻仍舊大量閑置。因此，應重視對微米與毫米等高頻段資源的利用，以便通過對頻段資源的合理應用，來推動5G移動通信網絡的發展。

4　結束語

綜上所述，隨著我國移動通信事業的不斷發展，移動通信網絡技術已經對社會造成了極大影響，不僅改變了社會經濟的發展模式，同時也改變了人們的生活方式。而當前人們對于數據傳輸與通信系統的要求也在不斷提高，因此，應加大對5G移動通信網絡關鍵技術的研究力度。

[1]唐忠杰.關于5G移動通信發展趨勢分析及若干關鍵技術探討[J].中國新通信，2016（20）.