5G移动通信网络关键技术分析

5G移动通信网络关键技术分析

郭大志

浙江省邮电工程建设有限公司 浙江省 杭州市 310000

摘要：近年来，经济快速发展，通信技术不断进步，人类对于通讯不管是从传输速率还是通讯方式上提出了新的要求，对网络覆盖的空间也有了迫切扩展需求。基于这些原因，5G移动网络应运而生，5G移动通信网络对未来工业智能化，社交工具即时化，通信网络无线化等方面都有着积极的作用。本文介绍了5G网络的应用场景并对5G网络第二阶段的八个关键技术进行了分析，通过本文对通信网络关键技术的分析与探究，有助于5G网络技术更好更稳定的落地，并为新一代通信技术的发展起到积极推进作用。

关键词：5G移动；通信网络；技术

引言

在目前，移动通信网络已由第一代到目前广泛应用的第四代（4G），移动互联网的大发展是其主要特征，通信行业的大变革也逐渐成为其发展的主旋律。其中主要包含宽带中国的相关战略，4G移动网络的广泛建设、虚拟运营商、“互联网+”、中国制造以及最近的提速降费等，相关重大事件以及技术的演进促使移动通信网络的发展逐渐进入相对繁荣的时期。5G是属于第五代的移动网络通信系统，它主要是以可持续发展的方式满足不断增长的业务量浏流量，并能够实现超低时延、超高速率以及海量连续等多样化的业务需求。与此同时，还能够为用户提供超高流量密度、接近于“零”时延的使用体验以及超高移动性等多种场景相一致的服务，从而实现用户感知以及业务的智能优化。通过将5G移动通信技术与其他前沿的科技技术进行有效结合，进而为社会发展提供更多便利，是其通信发展的重要目标。因此，对其关键技术的研究也逐渐成为近年来的重点内容。

15G通信技术内涵概述

现阶段关于5G技术世界主流学术界和工业界尚未形成统一的认识，但是已经制定了能够得到全面使用的标准。现阶段如何在社会发展的过程之中增加5G技术的应用场景是学术界和工业界研究的重点。对于5G技术最为通俗的理解是其是针对上一代通信技术的升级，即根据4G技术在应用的过程之中体现出的诸多的缺陷而采取的升级取代技术，同4G技术相比较，5G技术能够以更快的速率进行信息的传递，在信息传递的过程之中传输质量更高。5G通信技术在得到实际的应用之后能够在一定的空间之中接入更多的通信设备，一定程度上解决了4G通信技术最大接入设备数量的限制。除了在传输信息的质量和传输速率方面5G技术遥遥领先4G技术之外，5G在其他的领域之中有着比4G更为广泛的应用。5G技术得到实际应用之后，将有更多的无线通信设备接入到网络之中实现信息的实时传输，这将对整个社会的运行产生巨大的改变。2020年将成为5G技术得到全面应用的元年，这一技术的应用意味着人类社会的发展进入到了一个全新的历史阶段。

25G移动通信网络关键技术分析

2.1大规模MIMO技术

随着信息时代的不断发展和进步，用网的人数也越来越多了，这会导致网速的传输和接收速率降低，信息的处理没有达到及时化，为了解决这些问题，5G移动通信网的MIMO技术出现了。MIMO技术在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量。通过大规模使用MIMO技术，能够有效的优化信息传输的输出端和接收端的效率，进一步提高了信息的传输效率，同时在一定程度上，还能降低成本。但是由于该技术的天线数量和发出端的连接口较多，因此，我们在使用时注意干扰信号的屏蔽，可适当降低发射频率，尽量避免受到外界环境的影响。

2.2独立建网模式

对于关键通信运营商或者用户，在建设宽带专网时多数会采用独立建网模式。但建设基础是要建立一个独立的专用通信网络。在独立建网模式的网络架构中，其中“AS”代表应用服务单元，AS主要作用是提供关键通信服务；“HSS”为归属签约用户服务器，其主要作用是存储用户签约信息的相关数据；“MME”为移动管理设备，其负责信令处理；“S/P-GW”为服务/分组数据网关，主要职责传输业务面数据，并与外部网络接口；“eNB”为LTE无线基站，提供宽带无线接入网络。宽带核心网主要是由MME和S/P-GW所构成。在AS、HSS、MME、S/P-GW、eNB这些网元的共同组合下构建了独立建网模式。在独立建网模式网络架构中，所以的网元都需要关键通信运营商或用户自行建立，此种方式不仅需要较高的网络建设成本，并且在建设过程中需要较长的周期。在网络覆盖范围方面，若想将宽带专网的网络覆盖范围达到与窄带专网一样的情况，那么在建立宽带专网过程中，无论是基站数量、建设周期还是建设成本，都需要远远高于窄带专网。如果想要用5G完全覆盖4G的区域，则需要高于4G移动网络基站数量几倍的5G基站，同样地，如果想要在配备相应的维护设备，也需要在数量上不断增加，这就会导致组网后的维护成本也会严重增加。总的来说，搭建宽带专网，无论是在建设初期还是在后期维护，所需成本都要高出现有窄带专网的建设和维护成本。

2.3多载波技术的应用

在5G通信系统的实施过程中，多载波技术具有提高频谱效率的作用，避免了多径衰落现象的发生。多载波技术在无线通信中的应用范围比较广泛，但是依然存在很多的问题。在实际的控制路径过程中，大量的循环使用前缀会浪费无线电的资源。在多载波技术的应用过程中，载波频率变化比较的灵敏，一定程度上降低了频谱的灵活性。与此同时，提高了数据传输速度，对于带宽的要求相对比较高，频率的不同，低频位置获得的带宽也不一样，会产生大量的白色空间频谱，对多载波技术的使用具有一定的阻碍作用。在5G的通信过程中，可以对通信系统进行优化。滤波器计数器在多载波技术中的应用，各个支持在不同的操作状态中体现，在不同的领域中能够单独进行处理，很大程度上避免了外界的干扰。

2.4超密集异构网络技术

5G网络技术在进行实际应用的过程中，具备智能化及多元化等特点，且其移动数据流量增长情况呈直线性。因此，使其在进行超密集异构网络技术在运用的过程中，能够有效缩短终端与节点之间的距离，5G网络系统的容量得到有效扩张，进而促进其网络运输效果的显著提高。在进行异构网络技术运用期间，为了促使其效率得到有效保证，在实际运行期间需对其邻近节点进行有效感知，促使5G技术与超密集异构网络技术之间的协调性得到有效维护，其运行压力应进行适当降低。5G网络技术在节点启动以及关闭时具有随机性及突发性等特点，为了有效避免其节点干扰的情况，需采用网络动态部署技术，此外该项技术的运用还能够有效减少或者避免网络时空变动情况的出现。

结语

综上所述，在移动通信技术中5G的发展是其革命性的创新，促使人们的生活质量得到显著提高，从而更加有利于高速网络连接的顺利实现，是一种更加安全、可靠且低能耗的新型网络。目前，世界各国在针对5G网络通信技术的标准化、产品发展以及可行性等相关研究中均需进行大量投入，在全球范围内进行5G发展的同时也需进行有效协调。在高频段的无线频谱资源的利用中，不仅能够促使无线频谱的效率得到显著改善，同时能够促使海量数据的处理能力以及无线数据的传输速率得到显著改善。此外，在5G网络发展的过程中，绿色节能也将成为其主要发展方向，应始终坚持可持续发展的战略，而不是以能源消耗为代价。

参考文献

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