關(guān)于5G移動通信技術(shù)的探討

張雪

摘 要：隨著科學技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)的革新成為二十一世紀最備受矚目的一個領(lǐng)域，也是發(fā)展最快的一個產(chǎn)業(yè)，在短短不到二十年間，移動通信技術(shù)就發(fā)生了三次革新，每一次革新都給人們的生活帶來巨大改變，因此研究5G移動通信技術(shù)對于我國經(jīng)濟的發(fā)展具有十分重要的意義，本文將從5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)出發(fā)，全方位解析了我國5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)，深入研究未來我國通信領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，對我國通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有價值的參考和借鑒。在3G/4G通信技術(shù)的持續(xù)發(fā)展背景下，5G移動通信技術(shù)因獨特的研發(fā)特征，成為通信行業(yè)的新寵，5G移動網(wǎng)絡(luò)“以用戶為中心”，相比4G網(wǎng)絡(luò)的“以服務(wù)為中心”概念更具實際效益，更具有卓越的移動性能。

關(guān)鍵詞：5G；移動信息通信；網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）11-0017-01

1 5G移動通信技術(shù)的關(guān)鍵要點

1.1 無線接入技術(shù)

以BDMA（射束分割多址技術(shù)）、NOMA（非正交多址接入技術(shù)）為基本內(nèi)容，利用更加廣泛的信號寬帶，為用戶提供更加便捷化的應(yīng)用指標。目前所發(fā)明的BDMA技術(shù)、NOMA技術(shù)，可較快地適應(yīng)5G的基本要求，如AOA（達角）無線配置、FFT塊CP信號參數(shù)等，具有較強的適用價值。

1.2 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

強化低功率節(jié)點數(shù)量、縮減小區(qū)半徑成為基本技術(shù)指標。

超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是基于提升數(shù)據(jù)流量所衍生的構(gòu)成要點，可保證5G網(wǎng)絡(luò)的智能終端普及效益。密集部署網(wǎng)絡(luò)可有效縮減終端設(shè)備與各個節(jié)點間的實際距離，便于增強網(wǎng)絡(luò)功率和頻譜效率，對不同接入技術(shù)的覆蓋層次性能也有所幫助。

此外，依據(jù)現(xiàn)有站點的10倍以上范圍，并將其維持在10～15m范圍內(nèi)容（每1km2滿足25000用戶需求），可以緩解用戶基數(shù)與站點數(shù)值1：1比例情況。同時，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)動態(tài)部署技術(shù)，準確感知各個相鄰節(jié)點，完成選擇網(wǎng)絡(luò)、協(xié)調(diào)節(jié)點間距、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)等工序。

以5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)超密集場景的跨層干擾協(xié)調(diào)優(yōu)化為例，由于小站覆蓋范圍較小，微小區(qū)網(wǎng)絡(luò)具有能耗效率高、信號質(zhì)量好等優(yōu)勢。利用ABS站點配置策略，宏觀規(guī)劃節(jié)點區(qū)域范圍與鄰區(qū)間干擾情況，統(tǒng)計小站區(qū)域范圍自身所帶有的RB資源，為強化CRE擴展效益提供輔助條件，便于吸收區(qū)間吸收用戶數(shù)量，計算各個UE所提供的信息服務(wù)數(shù)據(jù)（跨層干擾協(xié)調(diào)優(yōu)化方法），協(xié)調(diào)用戶和業(yè)務(wù)各自的差異性。

1.3 大規(guī)模MIMO

在2016世界電信標準化全會（WTSA16）中，我國正式提出推進IMT-2020（5G）標準化研究工作。這相比4G技術(shù)所提供的峰值速率增長至數(shù)十倍（連接100萬用戶/平方公里），目前，大規(guī)模MIMO技術(shù)依然是5G移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題，仍需有效解決。以大規(guī)模天線陣列方式集中模式為例，利用空間維度的無線資源，與小區(qū)用戶的平均頻譜效率相融合，滿足流量增長需求。

1.4 SDN/NFV

SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）與NFV（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)，利用數(shù)據(jù)分離、軟件化、虛擬化概念，為5G移動通信網(wǎng)絡(luò)提供技術(shù)支撐，SDN以基礎(chǔ)設(shè)施層（網(wǎng)絡(luò)最底層）、中間層（控制層）、最上層（應(yīng)用層）為主，涵蓋了API網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)用內(nèi)容，通過控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的應(yīng)用平面，集中網(wǎng)絡(luò)控制功能設(shè)備儀器，具有簡化全網(wǎng)管理程序的功效。

NFV是從網(wǎng)絡(luò)運營商的角度出發(fā)的網(wǎng)絡(luò)體系，利用IT技術(shù)平臺來實現(xiàn)功能虛擬化，并與所對應(yīng)的功能塊相銜接，便于統(tǒng)一調(diào)用相關(guān)虛擬資源。

2 5G移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢

2.1 高頻段傳輸

目前，移動通信系統(tǒng)頻段主要是3GHz以內(nèi)，伴隨著用戶人數(shù)的增加，頻譜資源也變得十分擁擠，然而在高頻段里，如毫米波頻率是27.3～350GHz，而帶寬則高達284.6GHz，超過微波全部帶寬的12倍。微波與毫米波相比，元器件的尺寸要小很多，毫米波系統(tǒng)能輕而易舉小型化，實現(xiàn)進行極高速短距離通信，支持5G傳輸速率和容量需求。

2.2 多天線傳輸技術(shù)

多天線技術(shù)，經(jīng)歷了從二維到三維，從無源到有源，從高階多輸入多輸出到大規(guī)模陣列的發(fā)展，能把頻譜利用率提高到數(shù)十五倍甚至再高，是目前5G技術(shù)唯一重要研究方向。

2.3 同時同頻全雙工技術(shù)

同時同頻全雙工技術(shù)被稱為高效的頻譜效率技術(shù)，該技術(shù)在相同的物理信道上對兩個方向信號的進行傳輸，在通信雙工節(jié)點的接收機處通過對取消自身發(fā)射的信號干擾，在發(fā)射信號時候，同時接收另一節(jié)點的相同頻信號。

2.4 設(shè)備間直接通信技術(shù)

以往的移動通信系統(tǒng)連網(wǎng)方式，以基站為中心點，實現(xiàn)對市區(qū)覆蓋，基站及中繼站是不能隨便移動的，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是有限制的，在未來的5G網(wǎng)絡(luò)里，用戶規(guī)模大，數(shù)據(jù)流量大，以傳統(tǒng)的基站模式為中心的組網(wǎng)方式，是沒辦法滿足業(yè)務(wù)需求。D2D直接通信技術(shù)在沒有基站的情況下也能運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)通信設(shè)備的直接通信，開拓了接入方式和網(wǎng)絡(luò)連接。

2.5 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

5G是一個智能化、寬帶化、多元化、綜合化的網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)流量是4G的1000倍。想要實現(xiàn)目標有兩種技術(shù)：一是在宏基站處布置大規(guī)模天線來取得室外空間增益，二是布置密集網(wǎng)絡(luò)來滿足室外和室內(nèi)數(shù)據(jù)需求。在未來里，向高頻段寬帶，將采用更加密集的方案，部署高達200個以上扇區(qū)。

2.6 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)

為了滿足在未來里，使用高容量、大規(guī)模的用戶需求，未來的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將具有低時延、低成本、易維護、扁平化特點。目前產(chǎn)業(yè)界主要集中在云架構(gòu)和C-RAN的研究上。

2.7 智能化技術(shù)

5G的中心網(wǎng)絡(luò)，是由大型的服務(wù)器來組成的云計算平臺，通過交換機網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)交換功能的路由器與基站相連接，宏基站具有大數(shù)據(jù)存儲功能和云計算功能，時效性特強或特別大的數(shù)據(jù)，提交到云計算中心進行網(wǎng)絡(luò)處理，終端或基站的數(shù)量、形態(tài)多，不一樣的業(yè)務(wù)選取不一樣的頻段，連接方式和天線多樣化。所以，需要具有自動模式切換、智能配置、智能識別的功能，實現(xiàn)智能組網(wǎng)，在未來里，智能化技術(shù)是實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的是關(guān)鍵技術(shù)。

3 5G移動通信的總體發(fā)展趨勢

3.1 用戶體驗

由于5G移動通信技術(shù)以人為本的特征，從而能夠給用戶提供良好的用戶體驗，甚至改變了模擬技術(shù)在5G移動通信技術(shù)中的發(fā)展，將系統(tǒng)的吞吐能力提高了二十倍。智能化的互動用戶體驗，由于植入智能芯片，能夠給用戶提供特殊的用戶體驗，從根本上將各種業(yè)務(wù)融入在互動用戶體驗中，促進我國5G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的不斷擴展。

3.2 突破性

5G移動通信技術(shù)突破了傳統(tǒng)移動傳輸技術(shù)對距離的限制，在信號功率上，具有長足的進步，不只局限于傳統(tǒng)的物理層的傳輸，而著手衛(wèi)星通信技術(shù)的研發(fā)，將5G移動通信技術(shù)與信道編譯碼技術(shù)結(jié)合起來，從而大幅度的提升了5G移動通信技術(shù)的技術(shù)指標。當然，5G移動通信技術(shù)最重要的優(yōu)勢在于平臺性，能夠擴展5G移動通信技術(shù)相關(guān)的業(yè)務(wù)的體系構(gòu)架，從而創(chuàng)建新興的移動業(yè)務(wù)。這些業(yè)務(wù)可以采用地區(qū)性劃分，將用戶以區(qū)域的形式進行劃分，從而統(tǒng)籌業(yè)務(wù)，不斷的細化業(yè)務(wù)。

3.3 覆蓋性

5G移動通信技術(shù)的覆蓋性不止關(guān)于5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用范圍，還在一定程度上表明了5G移動通信技術(shù)的未來發(fā)展方向。未來的5G移動通信技術(shù)越發(fā)的朝著室內(nèi)移動通信發(fā)展，相關(guān)專家表明，5G移動通信技術(shù)在室內(nèi)的覆蓋能力比起室外具有更重要的意義，一方面這項研究，改變了我國移動通信技術(shù)的發(fā)展格局，將5G移動通信技術(shù)的覆蓋能力逐漸內(nèi)移。另一方面，5G移動通信技術(shù)在室內(nèi)具有更強大的業(yè)務(wù)支撐，因此室內(nèi)5G移動通信技術(shù)的覆蓋擁有更大的發(fā)展前景。

3.4 軟件的研發(fā)

也是發(fā)展5G移動通信技術(shù)的重要途徑，一定程度上業(yè)務(wù)流量決定了5G移動通信技術(shù)的發(fā)展前景，因此擴展業(yè)務(wù)流量的軟件開發(fā)工作對于發(fā)展5G移動通信技術(shù)的核心科技具有一定的推動作用。除此之外，還能有效地解決網(wǎng)絡(luò)運營的成本。

4 結(jié)語

綜上所述，5G移動通信關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用是推動5G移動通信時代到來的重要環(huán)節(jié)，同時，將5G移動通信融入于市場之中，擴展業(yè)務(wù)，能夠在短時間內(nèi)完善5G移動網(wǎng)絡(luò)的用戶體驗和應(yīng)用效果，從而促進我國經(jīng)濟又好又快發(fā)展。