5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)探討

陳寧

摘 要：隨著移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，移動網(wǎng)絡(luò)用戶的基數(shù)呈逐年增加的趨勢，相應(yīng)的對移動通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率、穩(wěn)定性與安全性提出了更高的要求，為滿足未來的移動通信需求，擴展移動通信數(shù)據(jù)的存儲空間，我國已經(jīng)投入了關(guān)于5G移動通信技術(shù)的研發(fā)，成立了5G研發(fā)技術(shù)小組。當前我國的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進入了階段性實驗階段，相信在不久的將來5G會同當前的3G、4G一樣得到廣泛的普及與應(yīng)用，開創(chuàng)全球移動通信網(wǎng)絡(luò)的新局面。文章就主要圍繞5G移動通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中的關(guān)鍵技術(shù)進行探討分析。

關(guān)鍵詞：5G;移動通信網(wǎng)絡(luò);關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）13-0037-02

隨著全球范圍內(nèi)計算機信息技術(shù)的發(fā)展，使得當前的移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸趨于成熟，相應(yīng)的移動通信數(shù)據(jù)流量、移動通信業(yè)務(wù)、移動客戶數(shù)量出現(xiàn)了激增，當前的4G移動通信網(wǎng)絡(luò)必然不能滿足未來的網(wǎng)絡(luò)通信需求，在這樣的背景下，關(guān)于5G技術(shù)的研究被放到更加重要的位置。相比于現(xiàn)有的3G和4G移動通信網(wǎng)絡(luò)，5G通信技術(shù)最大的優(yōu)點就在于能夠優(yōu)化整體移動通信網(wǎng)絡(luò)的使用性能，極大地提升移動通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性，在保證數(shù)據(jù)傳輸效率的基礎(chǔ)上還能夠擴大基礎(chǔ)用戶數(shù)量，保證移動通信網(wǎng)絡(luò)的流暢性。目前我國與世界其他國家展開積極的技術(shù)合作與交流，爭取早日使5G移動通信網(wǎng)絡(luò)問世，使人們享受到更加優(yōu)質(zhì)的移動通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。由于5G移動通信網(wǎng)絡(luò)尚處于研究階段，無論是技術(shù)標準還是應(yīng)用系統(tǒng)都尚未完善，本文就主要從分析5G技術(shù)的主要特點入手，對目前5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中使用到的關(guān)鍵技術(shù)進行探討研究。

1 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的主要特點分析

1.1 數(shù)據(jù)傳輸效率大大提升

在設(shè)想的完善的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸效率將會大大得到提升。主要就是指在利用5G移動通信網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸時，從傳輸端到接收端所使用的時間甚至可以用毫秒來計算，這種高速的數(shù)據(jù)傳輸主要就得益于5G通信技術(shù)對高頻率這一頻譜波段的應(yīng)用，在之前的移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，高頻率的頻譜資源往往處于受限狀態(tài)，我們可以實現(xiàn)中低頻率頻譜資源的高效傳輸，但是卻不能有效的利用高頻譜資源，而通過5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中的無線傳輸技術(shù)，可以大大的降低對高頻段使用的限制，也就極大地提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?/p>

1.2 移動通信網(wǎng)絡(luò)的整體性能更加趨于穩(wěn)定

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)還能使整體的移動通信網(wǎng)絡(luò)性能更加趨穩(wěn)定?；诋斍?G移動網(wǎng)絡(luò)通信的通信模式主要是針對兩個終端之間的信息傳輸碼進行轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的傳輸，隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)量和用戶數(shù)量的增加，這種單一的轉(zhuǎn)換方式將會嚴重降低移動通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量，用戶在使用過程中就有可能會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)延遲、卡頓、傳輸速度降低等的情況，從而影響移動通信的質(zhì)量。而5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用能夠很好的解決這一問題，通過利用多天線和多載波技術(shù)，可以實現(xiàn)整體移動通信網(wǎng)絡(luò)地區(qū)間的協(xié)作與連接，通過整體架構(gòu)有效的提高了促進空間資源的傳輸效率，避免了其他因素的干擾，也就確保了移動通信數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。

1.3 移動通信業(yè)務(wù)范圍逐漸擴大

當前移動通信技術(shù)已經(jīng)全面的融入了我們的日常學習、工作和生活，改變了人們的生產(chǎn)方式，這也就使得人們對移動通信的業(yè)務(wù)需求逐漸趨向多元化，為滿足不同用戶的通信需求，就必須要對當前的業(yè)務(wù)范圍進行拓展，逐漸開發(fā)新型移動業(yè)務(wù)。在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計理念中，將重點放在用戶無線網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋上，通過室內(nèi)室外的互相連接可以實現(xiàn)不同移動業(yè)務(wù)之間的轉(zhuǎn)化，隨時隨地的滿足用戶的用網(wǎng)需求。另外5G移動通信技術(shù)還將增加剩余業(yè)務(wù)支持功能，用戶可以自主的支配剩余業(yè)務(wù)量，從而實現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡(luò)資源的效率最大化，還可以進一步完善移動通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系，如圖1所示。

1.4 實現(xiàn)了運營成本的降低

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)在架構(gòu)的過程中，其所應(yīng)用的服務(wù)器和軟件系統(tǒng)都朝著節(jié)能降耗的方向發(fā)展。通過創(chuàng)建移動通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實時監(jiān)測平臺，可以對各類網(wǎng)絡(luò)資源的使用情況和利用效率進行分析，從而對相應(yīng)的移動通信業(yè)務(wù)進行及時地調(diào)整，這樣可以有效地減少對移動通信網(wǎng)絡(luò)資源的浪費，為運營成本的降低創(chuàng)造了空間。另外通過對移動通信網(wǎng)絡(luò)用戶的需求分析，可以根據(jù)用戶使用數(shù)據(jù)流量的變化進行自我調(diào)整，也就保證了移動通信網(wǎng)絡(luò)的運行質(zhì)量，在降低運營成本的同時又增加了客戶滿意度。

1.5 更加符合未來網(wǎng)絡(luò)用戶的需求

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)緊緊圍繞著用戶這個中心來展開，所研發(fā)的5G移動通信技術(shù)也更加面向于用戶體驗這個方面，在研究測試階段我國5G研制小組也積極的與測試用戶進行配合，以確保用戶在使用過程中的數(shù)據(jù)流量穩(wěn)定性。尤其是隨著3D技術(shù)得不斷發(fā)展，許多網(wǎng)絡(luò)游戲在畫質(zhì)和體驗度上都實現(xiàn)了立體多維化的展示，相應(yīng)的對數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)速的要求就大大提高，5G移動技術(shù)通過全頻率覆蓋、多波段傳輸能夠滿足用戶的各種需求，通過綜合考量用戶體驗結(jié)果，可以實現(xiàn)對5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的進一步優(yōu)化。

2 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中的關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 多天線技術(shù)

多天線技術(shù)是5G移動通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中使用到的最為核心也是最為基礎(chǔ)的技術(shù)之一。多天線技術(shù)也被稱為大范圍MIMO技術(shù)，該項技術(shù)對于提高移動通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率有著最為直接的影響，同時多天線技術(shù)的利用還可以有效的拓展移動通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸途徑。所謂的多天線技術(shù)顧名思義就是指在架構(gòu)5G移動通信的無線通信網(wǎng)絡(luò)中要使用數(shù)量較多的通信天線，每個移動通信信號發(fā)射基站都必須配備一定數(shù)量和密度的通信天線，從而保證所獲取和傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)信息資源能夠做到全覆蓋，在此基礎(chǔ)上可以統(tǒng)計數(shù)據(jù)的高效傳輸。所應(yīng)用的通信天線數(shù)量的多少直接決定了高低頻譜的覆蓋范圍，大范圍的通信天線布局還能夠有效的提升移動通信安全，最大限度的減少無線電波對傳輸信號的干擾。

2.2 多載波技術(shù)

在進行5G移動通信技術(shù)應(yīng)用的過程中，多載波技術(shù)是保證5G移動通信網(wǎng)絡(luò)可靠性和穩(wěn)定性的前提和關(guān)鍵。在進行移動通信數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)倪^程中，由于高低頻譜之間轉(zhuǎn)化效率的不一致，針對不同的網(wǎng)絡(luò)信號傳輸途徑就容易出現(xiàn)你強他弱等的現(xiàn)象，從而無法滿足多頻率的需求。通過運用多載波技術(shù)可以通過設(shè)計相應(yīng)的濾波器實現(xiàn)對高低頻譜的統(tǒng)一轉(zhuǎn)化，在濾波器的作用下可以均勻的配置不同波段移動通信網(wǎng)絡(luò)信號的傳輸速度，也就保證了移動通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。除此之外，通過利用多載波技術(shù)可以實現(xiàn)對移動通訊信號通道的測試，在測試過程中可以發(fā)現(xiàn)多途徑傳輸產(chǎn)生信號衰弱的原因，在此基礎(chǔ)上可以研究智能化的調(diào)整技術(shù)，實現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的自我調(diào)節(jié)，從而避免多徑衰弱問題。

2.3 雙向通信技術(shù)

雙向通信技術(shù)也是用于5G移動通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，雙向通信技術(shù)又被稱為全雙工技術(shù)，主要就是指在使用移動通信的過程中，可以實現(xiàn)信號傳輸端和接收端在同一頻率下的雙向連接。目前的移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有時會無法保證信號傳輸端和信號接收端始終處于同一個頻率之下，這就容易導致移動通信網(wǎng)絡(luò)信號的延遲，從而影響用戶體驗。而通過5G移動通信網(wǎng)絡(luò)雙向通信技術(shù)的應(yīng)用可以在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)兩端信號固定發(fā)射和接受的模式下，通過排除干擾的方式來提升移動網(wǎng)絡(luò)通信的效率，使其始終保持在同一頻率下，從而實現(xiàn)兩端信號數(shù)據(jù)的靈活傳輸。在應(yīng)用雙向通信技術(shù)的過程中，必須要使用到信號處理技術(shù)，由于雙向通信技術(shù)的復雜性，目前尚處于研究測試階段，但是我們相信未來雙向通信技術(shù)的應(yīng)用必然會極大的提高移動網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量。

2.4 近距離數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

近距離數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)也是未來5G移動通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中所研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。近距離數(shù)據(jù)傳輸也就是指移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號可以不經(jīng)過移動信號基站，而是直接實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的通信傳輸。這一技術(shù)的應(yīng)用可以改變單一的移動網(wǎng)絡(luò)通信模式，不斷的開發(fā)移動通信網(wǎng)絡(luò)中的潛在功能，方便用戶實現(xiàn)快速傳輸，還能夠避免受到不同頻率和波段的影響，因此直傳技術(shù)必將成為5G通信的重要發(fā)展方向。

2.5 移動通信云技術(shù)

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)必須要與當前的大數(shù)據(jù)、云計算相結(jié)合，通過探索移動通信云技術(shù)來進一步提升移動通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。移動通信云技術(shù)主要就是指利用云計算、云存儲等功能，進一步拓展移動通信網(wǎng)絡(luò)空間容量，將一些復雜的移動通信數(shù)據(jù)存儲到云系統(tǒng)中，不僅可以實現(xiàn)高效的處理計算，能夠大大降低移動服務(wù)器的壓力和能源的損耗。另外通過移動通信云技術(shù)的研究與應(yīng)用，還可以實現(xiàn)云服務(wù)，利用云空間強大的存儲性能，可以有效的防止網(wǎng)絡(luò)延遲和波動。

3 結(jié)語

5G技術(shù)能夠極大地提升通信傳輸效率，通過上述移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，必將推動5G研究向更深層次邁進，加速5G時代到來的腳步。

參考文獻

[1] 何銘欣.5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].通訊世界，2019，26（04）：15-16.

[2] 呂翔.淺談5G移動通信的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架與關(guān)鍵技術(shù)[J].科技經(jīng)濟導刊，2019，27（09）：25-26.

[3] 蓋晶晶.5G時代移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)問題探討[J].中國新通信，2019，21（06）：14.

[4] 羅虹.5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)分析及未來趨勢[J].中外企業(yè)家，2019（07）：55.

[5] 張桂萍.5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2019（03）：210.

[6] 王立.基于5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的綠色通信關(guān)鍵技術(shù)研究[J].電子世界，2018（24）：164+166.

[7] 張然.5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].信息與電腦（理論版），2018（23）：168-169.

[8] 肖福建.5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的分析[J].科技創(chuàng)新導報，2018，15（29）：113-114.