5G移動通信網(wǎng)絡關鍵技術(shù)的相關研究

肖瀟

【摘要】? ? 本文主要以5G移動通信網(wǎng)絡關鍵技術(shù)的相關研究為重點進行闡述，結(jié)合當下5G移動通信網(wǎng)絡發(fā)展情況為依據(jù)，首先分析5G移動通信網(wǎng)絡概述，其次從大規(guī)模MIMO技術(shù)、F-OFDM技術(shù)、全雙工技術(shù)、超密集組網(wǎng)技術(shù)、自組織網(wǎng)絡技術(shù)等幾個方面深入說明并探討5G移動通信網(wǎng)絡關鍵技術(shù)，旨意在為相關研究提供參考資料。

【關鍵詞】? ? 5G? ? 移動通信網(wǎng)絡? ? 關鍵技術(shù)

2019年6月6日，工信部正式向中國移動、中國聯(lián)通、中國電信、中國廣電四家電信運營商發(fā)放5G商用牌照，標志著中國的5G時代已經(jīng)到來。5G是對4G技術(shù)的演進，在保持現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)勢的基礎上，5G定義了全新的空口（New Radio）和一組關鍵技術(shù)，由此帶來更加卓越的移動通信網(wǎng)絡性能。為建設更好的5G網(wǎng)絡，提供更優(yōu)質(zhì)的用戶體驗，需要對5G的關鍵技術(shù)進行細致的研究。

一、5G移動通信網(wǎng)絡概述

如今，三大電信運營商已經(jīng)逐步開啟5G試商用網(wǎng)的規(guī)模試驗，并取得一定成效。依據(jù)實際網(wǎng)絡建設情況，5G移動通信網(wǎng)絡相對于4G，在性能指標上有了全面的提升。5G具有更高的頻譜效率、峰值速率和連接能力，具有更低的系統(tǒng)時延和更好的移動性，用戶使用體驗得到了極大的提升。5G網(wǎng)絡可以同時滿足eMBB（超大寬帶）、uRLLC（超高可靠性，超低時延）和mMTC（超大連接）的三大應用場景，依托基于SDN/NFV的云化核心網(wǎng)，以“網(wǎng)絡切片”實現(xiàn)5G“網(wǎng)絡及服務”，適配VR/AR、車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、無線醫(yī)療、智能制造等行業(yè)應用的不同特征需求。在不久的將來，5G將結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI、邊緣計算等技術(shù)，創(chuàng)造一個嶄新的信息世界，深刻的改變?nèi)藗兊纳睢?/p>

二、5G移動通信網(wǎng)絡關鍵技術(shù)

2.1大規(guī)模MIMO技術(shù)

此種技術(shù)歸屬于無線傳輸技術(shù)的范疇，其通過多個天線（最多達到256個）組成陣列，相對于現(xiàn)有MIMO系統(tǒng)，大規(guī)模天線陣列在空間分辨率上有顯著的提升。大規(guī)模MIMO技術(shù)利用空間分集把數(shù)據(jù)重復發(fā)送多次以提高傳輸可靠性，減小信噪比的相對波動;利用空間信道衰落的獨立性，同時傳輸多個數(shù)據(jù)流以提升傳輸速率;利用干擾信號的空間有色性，提升處理后信干噪比對干擾進行抑制;利用波束賦形原理形成更窄的波束，精準指向用戶，從而使基站與用戶之間的射頻傳輸鏈路上的能量效率更高。從而在不需要增加基站密度和帶寬的條件下大幅度改善系統(tǒng)覆蓋和容量，提高頻譜效率。

2.2 F-OFDM技術(shù)

F-OFDM，即濾波器正交頻分復用，是基于4G網(wǎng)絡OFDM技術(shù)的演進。OFDM技術(shù)通過把信道分成若干正交子信道，把高速信息信號轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿械退僮有畔⒘?，調(diào)節(jié)到每一個子信道上加以傳輸，降低系統(tǒng)的峰均比和信道之間的干擾影響。在5G移動通信網(wǎng)絡體系中，F(xiàn)-OFDM技術(shù)具有更好業(yè)務自適應能力，子載波間隔和通信循環(huán)前綴可以依據(jù)不同業(yè)務應用的技術(shù)需求進行靈活配置，從而更高效的利用時頻資源。例如，在時延低至毫秒級的車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，要求極短的時域symbol和較寬的子載波帶寬;而物聯(lián)網(wǎng)場景則恰恰相反，以適應其多連接、低流量的特點。

2.3全雙工技術(shù)

在5G移動通信網(wǎng)絡技術(shù)中，將實現(xiàn)真正的 “同時同頻全雙工”?；谌p工技術(shù)，信息接收和發(fā)送可以共享同樣的時頻資源，基本上不會影響接收信號功率與發(fā)送信號的功率平衡性，提升5G移動通信網(wǎng)絡的使用成效。

2.4超密集組網(wǎng)技術(shù)

該技術(shù)將應用于5G網(wǎng)絡連續(xù)廣覆蓋和高容量熱點融合共存的宏微異構(gòu)場景。通過多連接技術(shù)和無線回傳技術(shù)，以宏基站作為錨點，提供集中統(tǒng)一的控制面，微基站作為輔基站，只提供用戶面數(shù)據(jù)承載。此項技術(shù)的使用可以增加通信網(wǎng)絡系統(tǒng)容量，實現(xiàn)更高的信息數(shù)據(jù)吞吐率，并不會影響到信息的傳輸速度，并解決無線站點密集接入導致的系統(tǒng)干擾、信令負荷加劇、成本能耗增加等問題。

2.5自組織網(wǎng)絡技術(shù)

隨著自組織網(wǎng)絡技術(shù)的采用，移動通信網(wǎng)絡逐漸趨于智能化運維。如果出現(xiàn)網(wǎng)絡運行的故障和相關問題，依托該技術(shù)可實現(xiàn)5G移動通信網(wǎng)絡的智能化恢復，強化網(wǎng)絡使用的穩(wěn)定性，促使用戶享有更加穩(wěn)定的網(wǎng)絡機制。

三、結(jié)束語

綜上所述，和4G移動通信技術(shù)進行比較，5G技術(shù)更加先進與科學，能夠有效的彌補傳統(tǒng)網(wǎng)絡存在的不穩(wěn)定性和信息傳輸不及時性等不足，利用更加卓越的網(wǎng)絡性能實現(xiàn)4G網(wǎng)絡無法實現(xiàn)的行業(yè)應用，因此，開展5G移動通信網(wǎng)絡關鍵技術(shù)的相關研究課題具有重要的現(xiàn)實意義和價值?；?G通信網(wǎng)絡承載的信息科技，不斷推動我國通信行業(yè)的發(fā)展進程。

參? 考? 文? 獻

[1]劉洋? . 基于5G移動通信網(wǎng)絡的綠色通信關鍵技術(shù)[J]. 信息記錄材料， 2018.

[2]陳嘉明. 5G移動通信的關鍵技術(shù)規(guī)范及發(fā)展[J]. 電信工程技術(shù)與標準化， 2018， v.31;No.249（06）：41-46.

[3]羅志暉. 5G移動通信技術(shù)應用及發(fā)展探析[J]. 通信電源技術(shù)， 2018， 35（10）：210-211.