張林旺+劉思宇+包峻名

【摘要】 移動通信技術(shù)發(fā)展迅速，也不斷改變?nèi)藗兊纳罘绞?，為各個領(lǐng)域提供更多的便捷性。目前，4G通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的比較成熟，4G技術(shù)的不斷普及也表明了在未來，數(shù)據(jù)通信將會逐漸地代替語音通信，在通信行業(yè)中發(fā)揮更重要的作用?；谶@樣的背景，5G移動通信已經(jīng)慢慢變成各個國家的研究熱點。搶占先機，掌握其中的關(guān)鍵技術(shù)，不僅僅是單純的通信技術(shù)競爭，也是綜合國力的又一次較量。本文將對5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)要點做出分析。

【關(guān)鍵詞】 5G移動通信 關(guān)鍵技術(shù)要點 分析

引言

目前，移動通信技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了2G、3G和4G階段，馬上進入第五代信息技術(shù)的時代，也就是5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。電子信息技術(shù)的快速發(fā)展不斷推進通信技術(shù)的快速向前。移動通信網(wǎng)絡(luò)速度的不斷加快，極大地刺激整個市場，促進了消費。4G時代已經(jīng)明顯看出移動數(shù)據(jù)在整個通信技術(shù)中發(fā)揮的突出作用。將5G通信技術(shù)不斷與其他前沿科技相結(jié)合，為社會謀求更多的便利是通信發(fā)展的最重要目標。因此研究其中的關(guān)鍵技術(shù)也將會是最近幾年最值得關(guān)注的話題。

一、5G移動通信網(wǎng)絡(luò)及其特點

1.1 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)概述

目前，全球?qū)τ?G移動通信還沒有一個統(tǒng)一的定義，如何將高科技的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到5G通信技術(shù)的研發(fā)當中，獲取先機，是各個國家都面臨的挑戰(zhàn)。通俗來講，5G移動通信是針對4G移動通信技術(shù)而言，是對第四代通信技術(shù)的不斷完善和擴展。在傳輸速率上，5G通信技術(shù)會有更加快速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)；資源的利用率以及傳輸速率也會突破4G通信技術(shù)的限制。在這樣的基礎(chǔ)上，5G通信技術(shù)還會不斷加入更多的高科技專利技術(shù)，方便人們的生活和工作。根據(jù)前面幾代的發(fā)展周期，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)預計在2020年投入使用，這也將會使通信歷史上的又一次偉大變革，值得所有人的期待。

1.2 5 G移動通信網(wǎng)絡(luò)的特點

使用5G移動通信網(wǎng)絡(luò)不僅會使得網(wǎng)絡(luò)平均吞吐率、移動數(shù)據(jù)的傳輸速度、互動式游戲等的新興移動業(yè)務(wù)等都得到極大地提升，而且還會在人性化設(shè)計上有所突破，提高用戶體驗。在傳統(tǒng)經(jīng)典的移動通信技術(shù)中，會用到物理層傳輸以及信息的編譯碼等技術(shù)。5G通信技術(shù)將會摒棄這些技術(shù)，而在多點、多用戶、多天線、多小區(qū)共同合作網(wǎng)絡(luò)方面做出研究和創(chuàng)新，以提高整體性能。同時，5G移動通信盡可能做到室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，加強對高頻段資源的使用，結(jié)合有線、無線、光載無線組網(wǎng)等技術(shù)進行綜合使用，使用戶能更加方便的使用移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，得到更加優(yōu)質(zhì)的用戶體驗[1]。

二、5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1無線傳輸技術(shù)

2.1.1大規(guī)模MIMO技術(shù)

MIMO技術(shù)就是通常所說的大型天線系統(tǒng)，這種技術(shù)具有原材料成本廉價并且功耗低的優(yōu)點。MIMO多天線技術(shù)可以說是整個通信技術(shù)發(fā)展的核心技術(shù)，很多學者對于MIMO技術(shù)在3G、4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和普及中就已經(jīng)作出了重點研究。到了5G通信技術(shù)的發(fā)展階段，此項技術(shù)依然是發(fā)展的重中之重，為了滿足5G移動通信能夠?qū)崿F(xiàn)更好功能投入使用，此項技術(shù)還應(yīng)該不斷完善。

天線的數(shù)量在整個通信技術(shù)的發(fā)展中是非常重要的，這對信息的傳輸以及頻譜的效率有決定性的作用。5G移動通信技術(shù)將會在之前的基礎(chǔ)上，增加天線的數(shù)量，收發(fā)端的天線配置升級就會優(yōu)化整個的信息傳輸效率。在通信技術(shù)的實際應(yīng)用中，MIMO技術(shù)通常會采用集中分布和散落式分布兩種分布方式。這兩種方式的混合使用，使整個設(shè)備能夠更好地利用空間資源、提升空間分辨率，有效降低發(fā)射功率同時增加了抗干擾能力。信道模型的容量和頻譜效率問題將會是5G移動通信技術(shù)中MIMO技術(shù)的重點攻克對象。

2.1.2基于濾波器組的多載波技術(shù)

通常將基于濾波器組的多載波技術(shù)稱為OFDM技術(shù)，這種技術(shù)在通信技術(shù)中也扮演著重要角色，OFDM技術(shù)具有可對抗多徑效率、頻譜效率高的優(yōu)點。只是其中的循環(huán)前綴資源浪費以及高靈敏性還應(yīng)該是我們繼續(xù)深入研究的問題。

除了要解決抗干擾能力。數(shù)據(jù)的傳輸速率也是此項技術(shù)用于5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要方面。由于多載波技術(shù)是基于濾波器組設(shè)置的一項技術(shù)，一次對濾波器的硬件設(shè)計還有著極高的要求，目前這一方面還有待進步。

2.1.3全雙工技術(shù)

受到信號發(fā)射端和接收端自干擾的影響，全雙工通信技術(shù)并沒有在4G移動通信技術(shù)中得以實現(xiàn)。由于5G移動通信技術(shù)將對信號的支持提出更高的需求，全雙工技術(shù)的應(yīng)用就必將成為5G移動通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。收發(fā)信號之間的功率差是影響全雙工技術(shù)的重要因素，因此解決這一問題同時降低干擾將會是應(yīng)用全雙工技術(shù)的前提環(huán)境。數(shù)字端干擾抵消和模擬端的干擾抵消兩項技術(shù)可以有效緩解這一問題。全雙工技術(shù)要想實現(xiàn)小規(guī)模的單小區(qū)模式向整體大帶寬模式發(fā)展，還需要對其做出進一步的研究[2]。

2.2無限網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2.2.1超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

作為5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的又一核心技術(shù)，超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能夠提高系統(tǒng)的容量以及運行效率。通常情況下會通過縮短網(wǎng)絡(luò)階段與網(wǎng)絡(luò)終端之間的距離，來實現(xiàn)這些功能。超密集結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的問題就是自干擾能力，由于節(jié)點之間距離非常小，可以使用異型結(jié)構(gòu)來改善這一問題。由于5G移動通信技術(shù)會增加收發(fā)端的天線數(shù)量，組網(wǎng)方式以及無限資源管理技術(shù)也會成為5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的關(guān)鍵?？臻g上的動態(tài)變化是移動通信中不可避免的問題，尤其在不規(guī)則的小區(qū)結(jié)構(gòu)中，這一問題會變得更加明顯。因此，如何改善對空間變化的適應(yīng)能力，也會是研究中應(yīng)該側(cè)重的問題。

2.2.2自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

作為智能化網(wǎng)絡(luò)的一種產(chǎn)物，自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)依賴于移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展水平。自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠使網(wǎng)絡(luò)的自我優(yōu)化能力和恢復能力得到提高。同時，自身的故障檢測也是一大技術(shù)亮點。如此一來就能夠自動排除相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)故障問題，提高整體網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。智能化是一個循序漸進的過程，在相關(guān)技術(shù)以及管理中，不斷研究和改進才能夠早日迎接完全智能化時代的到來[3]。

2.3 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中其他的關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1毫米波通信技術(shù)

將微波技術(shù)向高頻做出相關(guān)延伸同時將光波技術(shù)向低頻技術(shù)做出發(fā)展，就形成了毫米波技術(shù)和相關(guān)理論。目前，波的頻段資源使用就全世界而言，依然是非常有限的。而毫米波資源相對來說要豐富得多，而且對毫米波并沒有做到充分利用。5G通信技術(shù)中由于增加了收發(fā)端的天線數(shù)量，這樣對波長的要求就變得更高，一般波長不能太長。實驗表明，將毫米波技術(shù)跟MIMO技術(shù)進行結(jié)合，會對數(shù)據(jù)的傳輸效率有很大的改善。因此。對毫米波的研究也會是5G移動通信時代的重要技術(shù)。

2.3.2 D2D通信技術(shù)

D2D通信技術(shù)在5G移動通信技術(shù)中，主要是為了提高用戶是體驗以及使用質(zhì)量。最初的D2D通信技術(shù)是為了解決蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的流量消耗過大的問題，在5G移動通信技術(shù)的研究中，發(fā)現(xiàn)這項技術(shù)可以使相關(guān)設(shè)備在基站范圍之外也可以連接到蜂窩網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。D2D通信技術(shù)在通信的距離上，遠勝藍牙技術(shù)和WIFI技術(shù)；就功耗而言，D2D通信技術(shù)比WIFI更有優(yōu)勢；同時穩(wěn)定性也是藍牙技術(shù)不能達到的。D2D通信技術(shù)在實際應(yīng)用中會給整個5G移動通信技術(shù)提供特別的支持[4]。

三、結(jié)束語

移動通信技術(shù)方便了人們的工作和生活。智能終端的快速發(fā)展，使相關(guān)行業(yè)對通信技術(shù)提出越來越高的要求。研究5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)是目前整個通信行業(yè)共同關(guān)注的問題。如今，針對5G移動通信技術(shù)的有些問題，依然有很大的難關(guān)需要攻克。只有對相關(guān)的技術(shù)做出更加深入的研究，不斷完善，不斷改進。才能早日迎接一個全新的移動通信時代。

參 考 文 獻

[1]余莉.張治中.程方等.第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)系架構(gòu)機器關(guān)鍵技術(shù)[J].重慶郵電大學學報.2016.26（4）：427-433.

[2]王實.5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關(guān)鍵技術(shù)[J].信息通信.2015.12：253-254.

[3]G通信.羅德與施瓦茨公司支持未來移動通信網(wǎng)絡(luò)5G測試解決方案[J].電子測量與儀器學報.2016.30（2）：323-323.

[4]尤肖虎.潘志文.高西奇.曹淑敏.鄔賀銓.5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關(guān)鍵技術(shù)[J].中國科學：信息科學.2014（5）：12-13.