5G移動通信網絡關鍵技術

朱光燦

（山西銘石煤層氣利用股份有限公司 山西省晉城市 048002）

無線通信技術已經經過了多代的發(fā)展，從第一階段的2G 通信技術，到第二個階段的3G 技術，再帶第三階段的4G。這三代的發(fā)展已經經歷了大約30年的歷程，因此每一代通信技術變革的周期大約為10年。盡管現(xiàn)階段所采用的通信技術其通信速率已經遠遠超過了2G 時代，但是互聯(lián)網技術的迅速發(fā)展使全球進入到了一個數據時代，目前采用的通信技術其通信速率和延遲已經無法有效的滿足社會進一步發(fā)展的需要。因此進一步推動通信技術的發(fā)展，對于推動社會的進一步發(fā)展具有非常重要的意義。

1 5G通信技術特點概述

1.1 5G通信技術內涵概述

現(xiàn)階段關于5G 技術世界主流學術界和工業(yè)界尚未形成統(tǒng)一的認識，但是已經制定了能夠得到全面使用的標準。現(xiàn)階段如何在社會發(fā)展的過程之中增加5G 技術的應用場景是學術界和工業(yè)界研究的重點。對于5G 技術最為通俗的理解是其是針對上一代通信技術的升級，即根據4G 技術在應用的過程之中體現(xiàn)出的諸多的缺陷而采取的升級取代技術，同4G 技術相比較，5G 技術能夠以更快的速率進行信息的傳遞，在信息傳遞的過程之中傳輸質量更高。5G 通信技術在得到實際的應用之后能夠在一定的空間之中接入更多的通信設備，一定程度上解決了4G 通信技術最大接入設備數量的限制。除了在傳輸信息的質量和傳輸速率方面5G 技術遙遙領先4G 技術之外，5G 在其他的領域之中有著比4G 更為廣泛的應用。5G 技術得到實際應用之后，將有更多的無線通信設備接入到網絡之中實現(xiàn)信息的實時傳輸，這將對整個社會的運行產生巨大的改變。2020年將成為5G 技術得到全面應用的元年，這一技術的應用意味著人類社會的發(fā)展進入到了一個全新的歷史階段。

1.2 5G通信技術特點概述

現(xiàn)階段4G 技術已經在人類社會的各行各業(yè)之中得到了非常廣泛的應用，其對人類的生產和生活方式帶來了巨大的變革，使人們進一步認識到通信技術的發(fā)展對于社會變革的巨大的影響。通信技術從3G 進步到4G，其最大進步在于通信傳輸速度的提升，4G 時代實現(xiàn)了視頻的在線觀看，相較于3G 通信技術是一場巨大的變革。5G 通信技術同4G 通信技術相比較，其信息的傳輸效率得到了進一步的提升，具體體現(xiàn)在5G 網絡下信息的下載和上傳速度遠遠的超過4G 時代。5G 通信技術在實際應用的過程之中其特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）用戶體驗更加優(yōu)異。用戶在使用移動通信技術的過程之中信息的傳輸速度和傳輸質量將對用戶的體驗造成巨大的影響。通常情況下用戶都希望信息的傳輸速度盡可能快、信息在傳遞的過程之中盡可能穩(wěn)定。5G 通信技術相較4G 通信技術，通信速率得到了進一步的提升，通信質量更加穩(wěn)定，因此用戶在使用5G 通信技術的過程之中將感受到更為優(yōu)異的使用體驗。此外同上幾代通信技術相比較，5G 通信技術有著更為廣泛的應用范圍，這意味著人們幾乎在任意的地區(qū)都能夠有效的鏈接網絡，進一步增強了網絡使用體驗。

（2）5G 技術在使用的過程之中能耗更低。環(huán)保、綠色、低碳已經成為了人類社會發(fā)展的主要方向，5G 技術在進行開發(fā)和研究的過程之中突出了這一理念，在實際應用之中的表現(xiàn)就是其能耗更低。隨著通信技術的迅速發(fā)展，需要接入到網絡之中的移動智能設備數量迅速的增加。例如傳統(tǒng)上的智能手機、智能平板電腦；新興的電子手環(huán)；健康監(jiān)測設備等。新產生的智能電子設備的一個特點是體積較小，因此其內置電池存儲的電能較少，得益于5G 技術低功耗的特點，這類小體積智能電子設備的續(xù)航問題得到了有效的解決，進一步擴大了相關設備的應用范圍和應用市場。5G 通信技術在發(fā)展的過程之中加強了智能電子設備通信的相關要求，進而進一步有效的降低了智能電子設備在通信的過程之中對能量的損耗。5G技術低功耗的特點將有效的推動相關智能電子產品的快速發(fā)展。

（3）高容量的特點。5G 通信技術在研究的過程之中其解決的關鍵問題之一就是容量。4G 通信技術在使用的過程之中當一定空間內流量達到一定值時將由于通信容量不足的問題進而導致信息的傳輸陷入到停滯之中。5G 通信技術的迅速發(fā)展將有效的解決現(xiàn)階段普遍存在的區(qū)域內傳輸效率停滯等多方面的問題。

2 5G通信技術關鍵概括

2.1 無線傳輸技術概述

現(xiàn)階段在理論上可以將5G 通信技術所采用的無線網絡劃分為三種傳輸方式。

2.1.1 MIMO 技術

這一技術的基礎為天線系統(tǒng)，該系統(tǒng)最大限度的集成了對信息進行處理的節(jié)點，進而有效的從整體上降低了5G 相關設備的生產成本，進而保證5G 通信技術在使用的過程之中具備低功耗的特點。集成天線系統(tǒng)的本質是將諸多的天線融合為一體，進而使各種類型的天線之間能夠有效的進行信息的傳輸，提升了對信息的傳遞和處理效率。在5G 技術發(fā)展的過程之中MIMO 技術是非常重要的技術，其直接決定了5G 技術的相關技術標準。MIMO 技術在使用的過程之中需要同無線網絡技術進行有效的結合，進而保證各個技術能夠有效的整合為一個整體。在促進MIMO 技術同其他技術進行組合的過程之中技術人員應充分的考慮到這一技術的優(yōu)點，盡可能的最大限度發(fā)揮這一技術優(yōu)點的情況下實現(xiàn)其同其他技術的融合。MIMO 技術在實踐的過程之中技術關鍵是天線的數量，在研究這一技術時應采用有效的手段盡可能的將更多的天線融合為一個整體。大型天線在通信傳輸的過程之中發(fā)揮著非常重要的介質作用，其對信息的傳輸速度和傳輸穩(wěn)定性有著直接的影響。為有效增強MIMO技術，在研制開發(fā)這一技術的過程之中應盡可能增加天線數量，并采取有效的措施從而更為合理的對天線進行配置。MIMO 技術在融合足夠的天線數量且對天線進行有效的配置之后，將極大的提升信息的傳遞效率。在實踐的過程之中，應采用合理的分布技術使用MIMO 技術?，F(xiàn)階段這一技術的分布方式主要劃分為兩種類型：一是集中式布置；二是散落式布置；這兩種布置方式都能夠獨立的發(fā)揮作用，但是采用有效的手段對這兩種配置方式進行合理的搭配，將極大的增強這一技術的效果。此外采用集中和分布兩種方式配置MIMO 技術，將有效的降低移動設備的發(fā)射率，提升對干擾信號的屏蔽效果，保證相關設備的工作狀態(tài)。

2.1.2 正交頻分復用技術

這一技術本質上是OFDM 技術。在無線網絡通信技術之中，OFDM 技術主要影響數據的傳輸。這一技術在實踐的過程之中具有兩個特點：一是具有較高的抗多徑效率；二是具有較高的頻譜效率。此外這一技術還具備較高的靈敏性，但是這一技術在實踐的過程之中對干擾的抵抗能力較弱。在討論和研究OFDM 技術時，要充分的考慮到同載波器的結合問題，并重點解決這一技術。此外OFDM技術在應用的過程之中硬件設備會對無線信息的傳遞產生較大的影響，在研究的過程之中應充分的考慮到硬件設備對信息傳輸的影響。

2.1.3 全雙工技術

在4G 通信移動技術之中，信號常遭受到各種干擾進而導致信號在傳輸的過程之中出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀況，極大的影響了通信體驗。而4G 通信技術在使用的過程之中遭受到干擾的主要因素是信號的接受和發(fā)射端受到限制，進而導致了信息的傳輸受到了較大的影響。在5G 通信技術之中采用全雙工技術的目的是有效的解決信息在傳輸過程之中存在的干擾問題。這一技術在實際應用的過程之中將根據發(fā)射和接受端被干擾的特點，進而采用有效的消解技術進而有效的解決通信信號受到干擾的問題?，F(xiàn)階段全雙工技術已經在數字信號傳輸和模擬信號傳輸過程之中得到了非常廣泛的應用。目前使用這一技術對信息傳輸進行抵消處理，將有效的解決信號質量問題。

2.2 無線網絡技術內容概述

在無線通信技術之中超密集異構網絡技術發(fā)揮著非常重要的作用。這一技術的應用能夠使無線通信技術在通信的過程之中存儲更多的信息，并使整體的信息傳輸效率不受到任何的負面影響。這一技術在5G 通信技術之中的應用有效的改變了通信終端之間的相關間距，并能夠改變無線傳輸網絡的終端距離。這一技術的使用對于滿足人們的通信需求具有非常重要的意義。超密集異構網絡技術在實踐的過程之中存在的缺陷是其在運行的過程之中會產生一定的干擾，對無線網絡的傳輸造成較大的不利影響。在應用這一技術的過程之中應該充分的考慮到這一技術的缺陷，并根據使用場景的特定情況采用有效的手段，對這一技術的缺陷進行有效的解決。這一技術在應用的過程要選擇合適的節(jié)點進行切入并采取合理的手段對節(jié)點進行有效的調整。在調整整體節(jié)點的過程之中應對異性的結構進行有效的改變，進而有效的提升無線通信技術在使用過程之中的抗干擾能力。從多個方面進行深入的考慮，這一技術在實用的過程之中仍然存在諸多的缺陷，需要進一步進行深入的研究，進而完善這一技術的缺陷，使其在使用的過程之中具有更好的效果。

現(xiàn)階段無線網絡向著智能化的方向快速的發(fā)展，目前全新的自組織網絡技術在發(fā)展的過程之中得到了更為廣泛的應用。在實際的應用之中通過采用更高技術的無線網絡通信技術，進而才能在無線通信網絡系統(tǒng)之中有效的應用自組織框架，進而有效的增強自組織網絡在通信網絡之中的應用。在通信網絡之中采用自組織網絡技術的優(yōu)點主要體現(xiàn)在兩個方面：一是具備更強的網絡優(yōu)化效果；二是具備更強的恢復能力?，F(xiàn)階段在人類社會之中網絡發(fā)揮著越來越重要的作用，社會正常運轉對于網絡的依賴性越來越重。社會的進一步發(fā)展也對網絡和通信技術提出了更高的要求。隨著自組織網絡技術的應用有效的增強了網絡的自我恢復能力，其符合社會發(fā)展對網絡修復能力的要求，此外其能夠有效的優(yōu)化整體網絡結構。當網絡在構建的過程采用自組織網絡技術時，在出現(xiàn)網絡故障時能夠借助這一技術對網絡進行快速有效的檢測，進而以最快的速度明確網絡之中出現(xiàn)故障的節(jié)點，為快速高效的修復網絡奠定 了基礎。這一技術的應用還能夠有效的對網絡進行調試，使新建設完成的網絡迅速的進入到一種成熟應用的狀態(tài)之中，極大的縮短了進行網絡調試所需要的時間，進而有效的縮短了網絡建設的周期。在5G 通信技術之中應用自組織網絡技術，將極大的提升5G 通信網絡的可靠性，并使5G 網絡通信技術具備了更強的智能。

3 結語

隨著互聯(lián)網技術的快速發(fā)展，網絡虛擬世界已經成為了人類社會的重要組成部分之一，人類的工作，生活、生產等同互聯(lián)網之間的聯(lián)系越來越緊密，而這樣的變化也對通信技術提出了更高的要求。現(xiàn)階段4G 技術已經逐步的無法滿足人類社會發(fā)展的需要，5G 技術具有更快的傳輸速率、更大的通信容量、更低的通信延遲，快速的推動5G 基礎設施的建設，對于推動全體人類社會的進一步發(fā)展具有非常重要的意義。目前5G 網絡通信技術已經成為了引人注目的經濟增長點，加強對這一技術的利用和開發(fā)，對于推動我國各個產業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。