5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)探究

劉雪飛

【摘要】? ? 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的推廣使人們享受到更優(yōu)的通信服務(wù)，對(duì)比傳統(tǒng)的4G移動(dòng)通信，5G移動(dòng)通信速率更高，通信質(zhì)量更佳，對(duì)應(yīng)的用戶服務(wù)體驗(yàn)更優(yōu)?；诋?dāng)前5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作的全面展開，關(guān)于5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用探討必不可少。本文主要選取5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)這一研究課題進(jìn)行系統(tǒng)分析與綜合性研究，在論述5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)涵、特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)選取了大規(guī)模MOMO技術(shù)、多載波技術(shù)、全雙工技術(shù)、移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)論述，以指導(dǎo)做好5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作，實(shí)現(xiàn)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋。

【關(guān)鍵詞】? ? 5G技術(shù)? ? 移動(dòng)通信? ? 關(guān)鍵技術(shù)? ? 研究

對(duì)比4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)除了峰值速率、頻譜效率提升，也表現(xiàn)出時(shí)延性低，移動(dòng)性、連接性、可靠性強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在不久的將來我們將全面進(jìn)入到5G移動(dòng)通信時(shí)代，超大寬帶將帶給人們更優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)體驗(yàn)。而5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的推進(jìn)重點(diǎn)是對(duì)5G移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)的研究與掌握，以5G移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)的推廣帶來5G時(shí)代的通信新體驗(yàn)。

一、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)涵

5G是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)，帶來人們多元通信網(wǎng)絡(luò)需求的合理滿足，基于物聯(lián)網(wǎng)層面構(gòu)建及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)快速普及的大趨勢(shì)，5G通信技術(shù)速率較快，數(shù)據(jù)傳出穩(wěn)定性高，低能耗，流量密度實(shí)現(xiàn)了千倍的提升。而5G技術(shù)也擺脫了跨越時(shí)空的通信約束，縮短人與物人之間的距離，加強(qiáng)人與物、人與人之間的聯(lián)系。截止到目前關(guān)于5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的界定還沒有明確的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而全球各國也將5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為重點(diǎn)研究課題。5G移動(dòng)通信相關(guān)業(yè)務(wù)中也充分體現(xiàn)了人性化的設(shè)計(jì)理念，突破了傳統(tǒng)移動(dòng)通信領(lǐng)域物理層傳輸和信息編譯碼的技術(shù)限制，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，也提升信息傳輸速率，構(gòu)建了更多的應(yīng)用場(chǎng)景，帶來人們更優(yōu)化的使用體驗(yàn)。

二、5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)分析

5G網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)代的到來有力地推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，技術(shù)所表現(xiàn)出來的信息傳輸高效高端、穩(wěn)定快速的發(fā)展優(yōu)勢(shì)給予人們前所未有的優(yōu)化的通信體驗(yàn)，加強(qiáng)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是當(dāng)務(wù)之急。5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用中也表現(xiàn)出兩大明顯特點(diǎn)，一方面熱點(diǎn)容量高，這是5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)最主要的特點(diǎn)，彌補(bǔ)以往4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)所存在的信息傳遞速率慢、流量大等技術(shù)缺陷，這也意味著即使在人流量高度集中的區(qū)域5G通信技術(shù)也能憑借著自己熱點(diǎn)容量高的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)流量的均衡分配。另一方面具有較低的能耗性，對(duì)比傳統(tǒng)的3G、4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，5G通信技術(shù)的問世是技術(shù)的更新、系統(tǒng)的升級(jí)，其也十分關(guān)注能耗問題，基于生態(tài)建設(shè)和節(jié)能型社會(huì)構(gòu)建的理念，更加強(qiáng)調(diào)低能耗。

三、5G移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)及其特點(diǎn)

3.1大規(guī)模MOMO技術(shù)

這一技術(shù)主要通過在接收端口和發(fā)射端口裝載相關(guān)天線裝置，完成信號(hào)接收及發(fā)射工作，以提升信號(hào)傳輸效率，達(dá)到空間資源優(yōu)化利用的目的。該技術(shù)在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具體建設(shè)中支持信號(hào)的多路輸入輸出，也支持頻譜資源在天線發(fā)射功率不加大的基礎(chǔ)上系統(tǒng)信道容量成倍數(shù)的提升，更適用于人流較為集中的場(chǎng)景。大規(guī)模MOMO技術(shù)發(fā)揮自有的天線陣列方式優(yōu)勢(shì)，完成數(shù)據(jù)接收端、輸出端深層次的優(yōu)化，帶來信息整體傳輸效率的穩(wěn)步提升。與此同時(shí)也能有效降低通信整體預(yù)算成本，因?yàn)樵摷夹g(shù)天線及聯(lián)接口數(shù)量多，為減少信號(hào)干擾應(yīng)提前做好天線及接口的屏蔽處理。

3.2多載波技術(shù)

該技術(shù)是在濾波器組基礎(chǔ)上發(fā)展出來的新技術(shù)，該技術(shù)指導(dǎo)下進(jìn)行多載波傳輸使得濾波器組既可以在技術(shù)發(fā)送端進(jìn)行調(diào)制，也支持載波信號(hào)的有效轉(zhuǎn)換使。載波信號(hào)并入子信道并轉(zhuǎn)化為的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，這樣的轉(zhuǎn)化處理能規(guī)避信息傳輸過程中信號(hào)衰減的問題，也能做好信息傳輸延遲問題的應(yīng)對(duì)，提升數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。目前來說，多載波技術(shù)被認(rèn)為是5G時(shí)代中最為關(guān)鍵的技術(shù)之一。

3.3全雙工技術(shù)

在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中全雙工技術(shù)也是關(guān)鍵技術(shù)之一，被認(rèn)為是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。其按照統(tǒng)一的頻率，基于特定的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行信號(hào)的雙向傳輸[1]，在網(wǎng)絡(luò)終點(diǎn)客戶端、接受客戶端都會(huì)安裝具有發(fā)射和接受功能的自干擾發(fā)射器，帶來通信頻率的增強(qiáng)，提升數(shù)據(jù)傳輸速率以及提高頻譜應(yīng)用的機(jī)動(dòng)性。但基于目前機(jī)械設(shè)備及無線技術(shù)應(yīng)用的不成熟，全雙工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)發(fā)揮也有一定的限制，因此加大對(duì)該技術(shù)的研究是重點(diǎn)，應(yīng)力求能夠達(dá)到相同頻率的信號(hào)傳輸效果，滿足人們更多元的網(wǎng)絡(luò)通信需求[2]。

3.4 D2D技術(shù)

D2D技術(shù)最明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存頻普效率功能的完善，能帶給用戶更寬廣的通信領(lǐng)域使用和更優(yōu)質(zhì)的通信體驗(yàn)。該技術(shù)在系統(tǒng)屬性增強(qiáng)，減輕基站壓力等方面也有積極作用，帶來數(shù)據(jù)的近距離傳輸，帶來數(shù)據(jù)傳輸效率和數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的進(jìn)一步提升[3]，被認(rèn)為是5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新發(fā)展的高端技術(shù)支持。

3.5移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)

移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)包括基礎(chǔ)設(shè)施、客戶端、軟件服務(wù)、平臺(tái)等相關(guān)構(gòu)件，5G技術(shù)特征充分展現(xiàn)的同時(shí)，移動(dòng)終端的性能體現(xiàn)更為顯著，帶來多樣化的通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。近幾年，手機(jī)、平板用戶數(shù)量直線上升，5G技術(shù)在移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)的支持下，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，使得手機(jī)平板使用更優(yōu)[4]?；谠摷夹g(shù)的應(yīng)用也帶來5G信息服務(wù)模式的創(chuàng)新和改革，帶來新型運(yùn)營交付模式的建立與開發(fā)，將移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)置于移動(dòng)通信中實(shí)現(xiàn)需求導(dǎo)向下，帶來遠(yuǎn)程服務(wù)商與智能終端的連接，有助于用戶信息和資源的獲取，云計(jì)算在進(jìn)行信息資源存儲(chǔ)的同時(shí)也支持資源信息的靈活調(diào)取，數(shù)據(jù)計(jì)算步驟簡化，計(jì)算精準(zhǔn)度提升，改善了本地資源不足的情況。移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)與分布式運(yùn)行方式相結(jié)合，帶來云備份和云存儲(chǔ)，減少信息丟失風(fēng)險(xiǎn)。

3.6超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)通信關(guān)鍵技術(shù)中超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)因智能化和多元化的優(yōu)勢(shì)備受關(guān)注，進(jìn)行超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用時(shí)主要是縮短終端與節(jié)點(diǎn)之間的距離，帶來5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量的擴(kuò)張，使得網(wǎng)絡(luò)傳輸效果更顯著。在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用期間，為使其效率得到有效保障，運(yùn)行期間需對(duì)鄰近節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效感知，以實(shí)現(xiàn)5G技術(shù)與超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的協(xié)調(diào)維護(hù)，減輕運(yùn)行壓力[5]。本身5G技術(shù)在節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)及關(guān)閉時(shí)具有隨機(jī)性、突發(fā)性等特點(diǎn)，而基于超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)干擾的弱化，減少或者避免網(wǎng)絡(luò)時(shí)空變動(dòng)情況。

3.7無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

前面提到了超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其作為無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中得到了有效應(yīng)用，而著眼于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更為明顯。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具備較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化效果和較強(qiáng)的恢復(fù)能力，且支持整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)中使用自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這樣在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)也能實(shí)現(xiàn)故障的快速檢測(cè)與排查，找到故障節(jié)點(diǎn)，高效修復(fù)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[6]。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)調(diào)試中也發(fā)揮重要作用，縮短網(wǎng)絡(luò)調(diào)試所需時(shí)間，縮短網(wǎng)絡(luò)建設(shè)周期，應(yīng)用自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，大大提升5G通信網(wǎng)絡(luò)可靠性，使得5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)智能化程度更高。

3.8正交頻分復(fù)用技術(shù)

這一技術(shù)本質(zhì)上是OFDM技術(shù)，OFDM技術(shù)對(duì)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的影響主要是影響數(shù)據(jù)的傳輸，這一技術(shù)在實(shí)踐過程中具有兩大特點(diǎn)，抗多徑效率高、頻譜效率高，也具有較強(qiáng)的靈敏性，但不足是應(yīng)用過程中干擾抵抗能力弱。在分析OFDM技術(shù)并使用該技術(shù)時(shí)，要重點(diǎn)考慮它同載波器的結(jié)合問題，這也是技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)[7]。在OFDM技術(shù)應(yīng)用中，硬件設(shè)備會(huì)對(duì)無線信息的傳遞產(chǎn)生較大的影響，在研究過程中應(yīng)充分考慮到硬件設(shè)備對(duì)信息傳輸?shù)南盗杏绊憽?/p>

3.9 MIMO技術(shù)

該技術(shù)的基礎(chǔ)是天線系統(tǒng)，通過集成信息處理節(jié)點(diǎn)，降低5G設(shè)備生產(chǎn)成本，使得5G通信技術(shù)具有明顯的低功耗優(yōu)勢(shì)，集成天線系統(tǒng)使得各類型的天線之間進(jìn)行信息的有效傳輸，MIMO技術(shù)使用中需要無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持，以實(shí)現(xiàn)各技術(shù)的整合。其與其他他技術(shù)整合時(shí)要求技術(shù)人員最大限度發(fā)揮技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，讓其與其他技術(shù)融合更完美，影響MIMO技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵是天線數(shù)量。大型天線在網(wǎng)絡(luò)通信中扮演著重要介質(zhì)的角色，并影響到信息的傳輸速度和信息傳輸穩(wěn)定性，MIMO技術(shù)融合足夠的天線數(shù)量，且對(duì)天線進(jìn)行有效配置后將帶來信息傳遞效率的提升。使用MIMO技術(shù)時(shí)應(yīng)基于分布技術(shù)，要么以集中式分布，要么以散落式分布的方式增強(qiáng)技術(shù)效果，降低移動(dòng)設(shè)備發(fā)射率，使得其干擾信號(hào)屏蔽效果更優(yōu)。

四、5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及發(fā)展展望

5G無線基站建設(shè)時(shí)對(duì)應(yīng)的是毫米級(jí)的微波，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的連接數(shù)及數(shù)據(jù)的承載，在應(yīng)用中5G基站密度更大。人口較少的地區(qū)中5G無線基站建設(shè)應(yīng)突出宏基站建設(shè)，在人口聚集地區(qū)基于現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡(luò)基站建設(shè)布局，以射頻拉遠(yuǎn)的方法完成密集點(diǎn)的分布。而著眼于未來，相對(duì)密集的區(qū)域內(nèi)5G無線基站建設(shè)應(yīng)突出超密集組網(wǎng)建設(shè)優(yōu)勢(shì)[8]，預(yù)測(cè)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將主要以接入云、控制云、轉(zhuǎn)發(fā)云領(lǐng)域?yàn)橹?。接入云支持多種無線制式的接入方式，無論是分布式還是集中式都能讓無線接入各種類型的回傳鏈路中，適應(yīng)性更強(qiáng)。控制云是實(shí)現(xiàn)全局或局部移動(dòng)性的管理及進(jìn)行會(huì)話控制，建構(gòu)面向業(yè)務(wù)的開放接口，關(guān)注業(yè)務(wù)差異化需求。綜合來說，5G技術(shù)的發(fā)展是必然，更是技術(shù)革新的必然成果。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)帶來人們更優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)使用體驗(yàn)，也實(shí)現(xiàn)了更安全、更低能耗的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前各個(gè)國家對(duì)加大了5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的研發(fā)，綠色節(jié)能也是5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的主導(dǎo)發(fā)展方向。

五、結(jié)束語

近幾年，5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)建設(shè)速度加快，5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍逐漸擴(kuò)大，對(duì)比常規(guī)的移動(dòng)通信技術(shù)，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更明顯，傳輸效率高、傳輸速率快、信息傳輸穩(wěn)定性強(qiáng)，而這一切建立在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用基礎(chǔ)之上。對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的研究和發(fā)展應(yīng)用使得移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)朝著更加智能化的方向發(fā)展，提高通信質(zhì)量，帶給用戶更完美的技術(shù)使用體驗(yàn)。就當(dāng)前來說，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中應(yīng)將關(guān)鍵技術(shù)的研究，將研究重點(diǎn)放在高端先進(jìn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用上，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)領(lǐng)域及行業(yè)的廣覆蓋，以5G通信技術(shù)為經(jīng)濟(jì)建設(shè)的切入點(diǎn)，以技術(shù)的利用和開發(fā)推動(dòng)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化建設(shè)。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]王海峰，周雷.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)[J].通信電源技術(shù)，2021，38（02）：147-148+151.

[2]胡霞.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)探究[J].產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新，2020，2（34）：22-23.

[3]成曉東.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及分析[J].中國新通信，2020，22（16）：13.

[4]何怡瀾.探討5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中緩存與計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)[J].信息通信，2020（07）：28-30.

[5]段鵬飛.5G移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架與關(guān)鍵技術(shù)探思[J].通信電源技術(shù)，2020，37（12）：186-188.

[6]徐傳通.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中緩存與計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)研究[J].通信電源技術(shù)，2020，37（11）：178-180.

[7]閃媛，高智濤.關(guān)于5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)探究[J].中國新通信，2020，22（05）：36.

[8]林利軍.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)探討[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2019（11）：84-86.