5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及分析

戢玉兵

摘要：得益于社會的飛速發(fā)展，通信技術(shù)也發(fā)展迅猛。人們從2G時代到3G時代，再至現(xiàn)在的4G時代，隨著人們需求的不斷提升、移動數(shù)據(jù)的爆炸式增長以及移動通信技術(shù)的進(jìn)步，5G時代即將到來。本文就5G進(jìn)行了概述，并對5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。

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(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）05-0035-01

1 5G概述

5G即第五代移動通信系統(tǒng)，是新一代的無線通信網(wǎng)絡(luò)，主要是用于滿足2020年以后人們對移動通信的需求，是4G的延伸。5G要具有低功耗、低成本、高傳輸速率、時延小以及支持更多的用戶通信等特點，還需要其突破通信設(shè)備移動速度過快導(dǎo)致掉線這一問題，要求其在500km/h的速度下保證通訊暢通等要求。5G的發(fā)展方向為智能化、自動化以及全面化，未來是非常樂觀的。

2 5G關(guān)鍵技術(shù)分析

目前，5G技術(shù)尚處于發(fā)展階段，并未有完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，以下為筆者結(jié)合自身所學(xué)，對5G的關(guān)鍵技術(shù)的分析：

2.1 大型天線系統(tǒng)

大型天線系統(tǒng)又稱為大規(guī)模MIMO技術(shù)，是5G中重要的技術(shù)之一。4G技術(shù)的天線陣列最多只有8根天線組成，而大型天線系統(tǒng)可以在這基礎(chǔ)上提升天線數(shù)目至千根以上，此技術(shù)能夠大大的提高頻譜的效率，能夠使得一個基站能夠同時支持很多的用戶進(jìn)行實時通信。另外，此技術(shù)還能夠有效的改善能源使用效率，并吞吐量巨大。大型天線系統(tǒng)在設(shè)計之初的方式為TDD（時分雙工）模式，但FDD（頻分雙工）模式也可。相對于4G的天線系統(tǒng)，大型天線系統(tǒng)更是具有5G所需要的低功耗、低成本以及低時延等優(yōu)點，因此其對于5G來說，無疑是很重要的一項技術(shù)。相比于傳統(tǒng)的雙流技術(shù)而言整整提高了8倍之多，因此這項技術(shù)5G有可能大范圍的使用。

2.2 毫米波通信技術(shù)

5G會在LTE技術(shù)的基礎(chǔ)上，在9.9GHz至86GHz頻段上充分的展開研究工作與開發(fā)工作，主要是為了面對5G時代爆炸式增長的數(shù)據(jù)流量，毫米波通信技術(shù)主要是用于構(gòu)造超密集網(wǎng)絡(luò)的。

在未來，基站無線節(jié)點的數(shù)量會顯著的增長，最少超過現(xiàn)在擁有的10倍以上，因此站點與站點之間的距離會變得很短，一般為10m左右，并且可能出現(xiàn)每個用戶就是一個站點的情況。這樣的情況就導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變得非常的復(fù)雜，現(xiàn)有的通信技術(shù)很難避免各個站點之間的信號干擾問題，而毫米波的波長很短，能夠支持較小空間內(nèi)多個站點存在，并且能夠在一定程度上避免信號干擾這個問題。

目前毫米波通信技術(shù)傳輸速率方面，相關(guān)的研究成果已經(jīng)有了，例如貝爾實驗室實現(xiàn)了100bps/Hz的頻譜效率。但在解決網(wǎng)絡(luò)超密集情況下信號互相干擾的問題仍需得到進(jìn)一步的研究和解決，通過研究相關(guān)的協(xié)調(diào)算法、制定可靠的通信協(xié)議來解決這一重要的問題，筆者認(rèn)為，準(zhǔn)確并且有效的感知到相鄰的節(jié)點是實現(xiàn)超密集網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中個節(jié)點協(xié)作的必要前提條件，但毫無疑問，毫米波通信技術(shù)因其所在頻段資源豐富以及波長很小的特點，會在5G中得到廣泛的運用。

2.3 D2D通信技術(shù)

D2D通信，即設(shè)備與設(shè)備之間的通信，在未來，通信場景將會進(jìn)一步的多元化，不會局限于現(xiàn)在的人與人之間的通信以及人與物之間的通信，物與物之間的通信也是未來重要的通信方式之一，這不僅是因為自動化、智能化相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，還為了能夠提高用戶的體驗以及減輕基站的工作壓力。因此，在即將到來的5G時代，D2D通信技術(shù)將會得到廣泛的運用。

D2D通信的優(yōu)點在于，設(shè)備與設(shè)備之間的通信數(shù)據(jù)不用通過基站的轉(zhuǎn)發(fā)，而可以在個終端之間直接的進(jìn)行傳輸。D2D通信技術(shù)也是一種短距離通信技術(shù)，但與傳統(tǒng)的藍(lán)牙通信技術(shù)、WIFI等短距離通信技術(shù)不同的是，D2D通信技術(shù)是基于蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的，當(dāng)終端與終端之間的距離條件不滿足時，其還可接入蜂窩網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，這就突顯出了其優(yōu)勢。在能耗方面，D2D技術(shù)相較于其他的短距離通信技術(shù)也較低，這非常的符合5G所要求的。另外，其通信的距離相較于其他的短距通信技術(shù)，通信的距離要長一些，且不需要進(jìn)行配對密鑰等操作，因此非常方便與快捷，這也使得其用戶體驗比其他的短距通信技術(shù)更加的有優(yōu)勢。

3 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢

在未來，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)會向著更高的系統(tǒng)吞吐率，通信終端與相關(guān)設(shè)備會更加的智能化，并且在原有的網(wǎng)絡(luò)覆蓋的基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積會進(jìn)一步擴大。而隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，通信設(shè)備的制造成本會進(jìn)一步降低，通信變得更加的方便快捷和實惠；設(shè)備的能耗方面，也會隨著技術(shù)的進(jìn)步，會更低；通信設(shè)備的體積更加的小。

4 結(jié)語

總而言之，5G時代即將到來。我們會看到和感受到更加方便快捷以及更加安全的通信場景，但與此同時，更高的需求就面臨更多的問題需要我們?nèi)ソ鉀Q，因此積極的對5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析與研究，才能夠推進(jìn)其發(fā)展，才能夠使得我們能夠更快的、更好的迎接5G時代的到來。

參考文獻(xiàn)

[1]李佳，劉勝達(dá)，王瑋.5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)論述[J].通訊世界，2016（7）：96-97.

[2]趙國鋒，陳婧，韓遠(yuǎn)兵，徐川.5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].重慶郵電大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015（4）：441-452.endprint