5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其發(fā)展分析

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，移動互聯(lián)網(wǎng)中所接入的設(shè)備規(guī)模逐漸擴(kuò)大，移動數(shù)據(jù)需求量驟增，當(dāng)前應(yīng)用的移動通信系統(tǒng)難以滿足大規(guī)模用網(wǎng)需求，在此背景下，5G技術(shù)應(yīng)用而生。5G技術(shù)是對4G、3G、2G系統(tǒng)的延伸，是一種新型的蜂窩移動通信技術(shù)，具有傳輸速率高、延遲低、能源節(jié)約、成本降低、系統(tǒng)容量大的優(yōu)勢，可以支撐大規(guī)模設(shè)備的連入，不僅能夠提供手機(jī)用網(wǎng)服務(wù)，還能作為家庭及辦公網(wǎng)絡(luò)的提供者。文章闡釋了5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究現(xiàn)狀，并探究5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù);發(fā)展;無線通信系統(tǒng)

中圖分類號：TN929.5?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）12-0023-01

1 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究現(xiàn)狀

1.1高頻段傳輸技術(shù)。5G網(wǎng)絡(luò)最為明顯的優(yōu)勢為數(shù)據(jù)傳輸速率與密度的提升。5G網(wǎng)絡(luò)利用高頻段傳輸技術(shù)，改變傳統(tǒng)移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)頻波段不超過3GHz的問題，在利用特殊材料制成的天線支撐下，5G網(wǎng)絡(luò)傳輸效率可提高10倍以上，有效滿足當(dāng)前移動終端用戶大規(guī)模流量及頻率需求，并可避免頻譜資源的浪費。在5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究過程中，利用高頻段傳輸技術(shù)主要在于集中數(shù)據(jù)，是指在統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)只能夠進(jìn)行傳輸，可保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)木珳?zhǔn)性、高效性。同時當(dāng)5G網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題時，可以通過增加天線數(shù)量改善數(shù)據(jù)傳輸?shù)男Ч虼烁哳l段傳輸技術(shù)時5G網(wǎng)絡(luò)傳輸更為靈活。

1.2自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡(luò)中，通常依靠人工方式對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行部署和維護(hù)，會耗費大量的人力、物力、資金。由于5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋面更加廣泛，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點顯著增加，網(wǎng)絡(luò)部署及維護(hù)難度更大，因此，自組織網(wǎng)絡(luò)，即智能化、自動化規(guī)劃、自配、自愈網(wǎng)絡(luò)將成為5G網(wǎng)絡(luò)中必不可少的關(guān)鍵技術(shù)。自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有成本低、安裝簡單的優(yōu)勢，可顯著減少5G網(wǎng)絡(luò)部署及運(yùn)維工作量，以提高5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整體的質(zhì)量與性能。

1.3? D2D通信技術(shù)。D2D通信技術(shù)，即設(shè)備到設(shè)備通信，在萬物互聯(lián)的新時代，D2D通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在終端之間直接進(jìn)行傳輸，省去由基站至終端轉(zhuǎn)發(fā)的環(huán)節(jié)，而相關(guān)的控制信令仍由蜂窩網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)。蜂窩網(wǎng)絡(luò)引入D2D通信，可以減輕基站負(fù)擔(dān)，降低端到端的傳輸時延，提升頻譜效率，降低終端發(fā)射功率。當(dāng)無線通信基礎(chǔ)設(shè)施損壞，或者在無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋盲區(qū)，終端可借助D2D實現(xiàn)端到端通信甚至接入蜂窩網(wǎng)絡(luò)。在5G網(wǎng)絡(luò)中，既可以在授權(quán)頻段部署D2D通信，也可在非授權(quán)頻段部署。

2 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在無線通信系統(tǒng)中的發(fā)展

2.1基于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無線通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)系統(tǒng)的安全功能與接入控制，在原有電路交換方式的基礎(chǔ)上加設(shè)服務(wù)支持及網(wǎng)關(guān)支持兩個節(jié)點。基于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無線通信系統(tǒng)終端接口可以獲得客戶系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，經(jīng)分析后了解數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅賹?shù)據(jù)進(jìn)行分組，一方面可由5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)終端將分組數(shù)據(jù)發(fā)送至全球移動通信系統(tǒng)基站，另一方面可由5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)骨干網(wǎng)發(fā)送至服務(wù)支持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，再由管理系統(tǒng)發(fā)動至另一5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)終端。

2.2基于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無線通信系統(tǒng)硬件。5G無線通信具有數(shù)據(jù)傳輸時間短、覆蓋面廣、多用戶服務(wù)、兼容性強(qiáng)、能耗低的特點，因此可將5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)嵌入無線通信系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)中，同時硬件結(jié)構(gòu)中還需要包含基于TCP/IP協(xié)議的MCS51單片機(jī)、SIM卡座、外部接口、數(shù)據(jù)存儲器等模塊。單片機(jī)用于控制5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)模塊收發(fā)信息，數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間以RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口串接，用于數(shù)據(jù)的傳輸。

基于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無線通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲器模塊有多個存儲單元，具有大規(guī)模存儲信息及指令的優(yōu)勢。在集成電路中，存儲器能夠?qū)⒚恳淮鎯卧亩M(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為地址碼，形成沒有實物的功能電路。MCS51單片機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn)、功能強(qiáng)大，集成了隨機(jī)存儲器、定時器等功能，更為可靠。

基于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無線通信系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)模塊能夠為用戶提供更為便捷、安全、高效、存儲空間大的數(shù)據(jù)管理服務(wù)。

2.3基于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無線通信系統(tǒng)軟件。首先，有效分割硬件系統(tǒng)中的模塊結(jié)構(gòu)層次與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，模塊初始化過程中，對每一子模塊進(jìn)行規(guī)范化處理，繼而實現(xiàn)軟件程序的控制;當(dāng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、存儲時，處理數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)程度，能夠提高數(shù)據(jù)的存儲效率。

其次，無線通信服務(wù)端中的數(shù)據(jù)鏈路層主要負(fù)責(zé)主控模塊以相應(yīng)格式，傳送到命令層并進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)鏈路層可以有效控制數(shù)據(jù)碰撞，在執(zhí)行命令處理流程中以地址順序和查詢驅(qū)動狀態(tài)為基礎(chǔ)，通過控制數(shù)據(jù)處理模塊，使模塊指令相同，待數(shù)據(jù)處理完畢后，再進(jìn)行掃描。

針對無線通信系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計主要為優(yōu)化無線通信控制與服務(wù)功能，能夠提高系統(tǒng)整體的靈活性。

結(jié)語：? 當(dāng)前我國5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究已趨向成熟，其在物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療、電力等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。高頻段傳輸技術(shù)、自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及D2D通信技術(shù)擴(kuò)充了5G網(wǎng)絡(luò)容量，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋面，提升5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率，是5G網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)。未來5G網(wǎng)絡(luò)將實現(xiàn)智能化、綜合化、多元化發(fā)展，因此需要基于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)重新規(guī)劃并設(shè)計無線通信系統(tǒng)，保證未來5G網(wǎng)絡(luò)支持1000倍流量的增長。

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作者簡介：馮雪麗（1983-3-），女，漢族，山東淄博人，碩士學(xué)歷，山東水利技師學(xué)院講師，研究方向：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。