唐源鴻

（電子科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué) 611731）

淺談第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)體系的核心技術(shù)體系

唐源鴻

（電子科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué) 611731）

在現(xiàn)代社會的發(fā)展下，人們對于通訊質(zhì)量提出了更高的要求，第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)體系開始應(yīng)運(yùn)而生，本文主要對第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)體系的核心技術(shù)體系進(jìn)行分析。

第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)體系；核心技術(shù)；分析

現(xiàn)代社會是一個(gè)信息化的社會，人們對信息的需求日益加大，目前，人們信息的獲取渠道主要通過網(wǎng)絡(luò)獲取，所以人們對網(wǎng)絡(luò)的依賴越來越高，也提出了更高的要求。為了滿足用戶的需求，移動運(yùn)營商需要培育出更快更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)體系，第五代移動通信技術(shù)5G就是在這種環(huán)境下孕育而生的，它是能適應(yīng)現(xiàn)代人們需要的一種新型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

1 第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)體系概述

在第五代移動網(wǎng)絡(luò)體系中有超高速場景，可以隨時(shí)隨地獲取最佳網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，支持大規(guī)模、超可靠的實(shí)時(shí)連接，有著無處不在的通信網(wǎng)絡(luò)。5G網(wǎng)絡(luò)傳播速度非常快，網(wǎng)絡(luò)容量更大，可以為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用和服務(wù)，能夠滿足現(xiàn)階段人們對互聯(lián)網(wǎng)的各項(xiàng)需求。2015年3月1日，英國《每日郵報(bào)》報(bào)道，英國已成功研制5G網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行100m內(nèi)的傳送數(shù)據(jù)測試，每秒數(shù)據(jù)傳輸高達(dá)125GB，是4G網(wǎng)絡(luò)的6.5萬倍，理論上1s可下載30部電影，并稱于2018年投入公眾測試，2020年正式投入商用。當(dāng)然，目前5G網(wǎng)絡(luò)正處于技術(shù)發(fā)展的初級階段，需要一定的技術(shù)支持。此外，5G網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)需要滿足五個(gè)性能目標(biāo)，即傳輸速率達(dá)到10GB/s，頻譜效率可以提高10倍以上，網(wǎng)絡(luò)容量達(dá)到目前4G網(wǎng)絡(luò)的1000倍，業(yè)務(wù)時(shí)延不足5ms，可以看出，5G技術(shù)的應(yīng)用不僅在于網(wǎng)速的提升，其應(yīng)用范圍也更廣，讓用戶有了更好的使用體驗(yàn)。

2 第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)體系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展是信息化發(fā)展的必然趨勢，雖然在現(xiàn)階段5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展處于初級階段，有些技術(shù)尚不成熟，但是關(guān)于5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢總體上呈現(xiàn)出積極向上的趨勢。在5G網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中有三大基礎(chǔ)模塊，分別是網(wǎng)絡(luò)部署場景、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)。在網(wǎng)絡(luò)部署場景中，有室內(nèi)場景和室外場景兩種，室內(nèi)場景需要裝配大量的天線和配備基站，在室外場景中，用戶只要跟室外安裝的天線進(jìn)行聯(lián)系，就可以進(jìn)行信息的傳輸。

3 第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)體系的核心技術(shù)

3.1 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

為了有效解決不斷增加的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，進(jìn)行密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)安排是一種最為直接的方法。在不久的將來，常用的移動蜂窩方法將逐漸被分布異構(gòu)式的新通訊方案所替代。在超密集結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，小區(qū)的覆蓋越來越密集，在單個(gè)小區(qū)內(nèi)其覆蓋率也隨之增加。在網(wǎng)絡(luò)中通常以Macro為基礎(chǔ)，而Femtocell和Relay的作用只是將低功率基站排除開來，當(dāng)Macrocell單獨(dú)存在并具備覆蓋層時(shí)，即可有效緩解蜂窩壓力，為客戶提供低延時(shí)和高可靠的產(chǎn)品體驗(yàn)。為了減少層內(nèi)空間干擾，可以利用3GPP中的ICIC準(zhǔn)則，利用空間、時(shí)間和領(lǐng)域削弱對超密集結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)所造成的干擾。

3.2 D2D通信

當(dāng)前，隨著社交軟件和本地廣告的增加，人們對于近距離的信息傳輸提出了越來越高的要求，但是傳統(tǒng)的蜂窩技術(shù)存在覆蓋面積小、容量小、高耗能和靈活性低等多方面問題，難以滿足當(dāng)前的通訊需求。所以D2D通訊技術(shù)成為了5G的核心技術(shù)，可以對蜂窩網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效支持和補(bǔ)充，從而提高通訊網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用性和可靠性，降低能耗損失，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在移動終端的直線傳輸。針對D2D技術(shù)的研究，主要表現(xiàn)在移動網(wǎng)絡(luò)和D2D結(jié)合所形成的混合通訊中的資源配置和干擾上。為了有效地解決干擾問題，通?？梢圆捎靡韵聝煞N方法：①借助干擾跟蹤方式實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)客戶進(jìn)行控制；②借助可容忍干擾廣播方式，以基站迫零算法進(jìn)行運(yùn)算，這樣可以實(shí)現(xiàn)基站對D2D技術(shù)的完全干擾。

3.3 大規(guī)模MIMO

所謂的MIMO系統(tǒng)就是在接送端點(diǎn)建立多個(gè)天線，以此形成發(fā)MIMO通信鏈接。利用多個(gè)天線可以提升無線通道的自由性，能夠存儲更多的數(shù)據(jù)。MIMO能夠在不增加帶寬提升總耗能的基礎(chǔ)下提高系統(tǒng)的儲存量和傳輸性能。當(dāng)前的4G網(wǎng)絡(luò)為8端口，頻譜和能量效率得不到及時(shí)的供應(yīng)，而MIMO能夠及時(shí)有效地解決以上問題。大規(guī)模MIMO技術(shù)是MIMO技術(shù)的擴(kuò)充，在5G網(wǎng)絡(luò)中據(jù)有以下幾點(diǎn)特征：①當(dāng)前的4G網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)大多數(shù)是不能夠進(jìn)行擴(kuò)充的，所以造成了天線的空間拘束性，而MIMO技術(shù)中的基站天線是沒有限制的。②能夠推動新方案的設(shè)置和實(shí)現(xiàn)，所以大規(guī)模MIMO技術(shù)在5G通訊網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)了飛躍，在未來的5G推廣中具有重大的意義。

3.4 綠色通信

推動智能化發(fā)展，是網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)中節(jié)約能耗的有效措施。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，信息產(chǎn)業(yè)在全球能耗中占據(jù)了10％，在無線網(wǎng)絡(luò)中，基站的能耗占據(jù)了全部網(wǎng)絡(luò)能耗的50％，所以制定綠色通道是5G節(jié)能研究的重要領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)綠色通道的方案，首先就是減少單個(gè)基站的能源損耗，然后通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)度實(shí)現(xiàn)服務(wù)區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)量的動態(tài)調(diào)整，最后就是不斷的優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)部署。為了保證高效率傳輸系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要大量的新節(jié)點(diǎn)和其他部件的支持，這是現(xiàn)階段發(fā)展綠色通道的難題，所以要實(shí)現(xiàn)綠色通道，必須先解決網(wǎng)絡(luò)高效率傳輸系統(tǒng)和動態(tài)性業(yè)務(wù)資源的分配問題。

4 結(jié)束語

本文通過對當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的架構(gòu)分析，對當(dāng)前的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，結(jié)果顯示，發(fā)展5G核心關(guān)鍵技術(shù)將會大大提升我國信息領(lǐng)域在國際中的地位，并帶動我國信息產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

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TN929.5

A

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2016-7-24