張慧明

廣東海格怡創(chuàng)科技有限公司，廣東 廣州 510000

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

張慧明

廣東海格怡創(chuàng)科技有限公司，廣東 廣州 510000

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)更新?lián)Q代的速度很快，促使我國(guó)進(jìn)入了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代。近幾年，我國(guó)先后實(shí)現(xiàn)了2G、3G、4G通信，仍不能滿(mǎn)足海量移動(dòng)數(shù)據(jù)的基本需求，于是逐步提出了5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。此外，我國(guó)還規(guī)劃了5G網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)，保障5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，完善移動(dòng)數(shù)據(jù)的運(yùn)行環(huán)境，體現(xiàn)出5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的重要性。

5G移動(dòng)通信；網(wǎng)絡(luò)；關(guān)鍵技術(shù)

1 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)概述

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展以及不斷豐富完善的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，使得移動(dòng)通信應(yīng)發(fā)展為具有更高效益、更低能耗以及信息安全得到有效保障的通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)階段所研究的5G通信網(wǎng)絡(luò)由于采用了目前最新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其在覆蓋率和信號(hào)傳輸?shù)确矫娴姆?wù)質(zhì)量都得到了很好地改善。與目前應(yīng)用中的4G網(wǎng)絡(luò)相比，在傳輸速度方面得到了顯著地提高，同時(shí)能夠有效地利用各種資源。預(yù)計(jì)在2020年的5G時(shí)代，用戶(hù)能夠體驗(yàn)到更為智能、安全、綜合性的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用將更為注重用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的使用體驗(yàn)，如網(wǎng)絡(luò)容量的擴(kuò)充、移動(dòng)數(shù)據(jù)的迅速傳輸以及在線(xiàn)互動(dòng)娛樂(lè)項(xiàng)目的發(fā)展，都使得 5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能夠提供更高質(zhì)量的服務(wù)，以滿(mǎn)足用戶(hù)需求，完善用戶(hù)體驗(yàn)。當(dāng)然，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的改良不再是依托原有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳統(tǒng)傳輸模式，而是力圖創(chuàng)建一個(gè)多點(diǎn)與多天線(xiàn)相結(jié)合、多用戶(hù)參與、多區(qū)域共建的信息網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建模式。同時(shí)，在5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，室內(nèi)將會(huì)成為完全覆蓋區(qū)域而打破將室內(nèi)設(shè)為輔助覆蓋范圍的理念，在更大程度上注重用戶(hù)的實(shí)際需求。為了能夠更好地利用高頻段的無(wú)線(xiàn)電波完善5G通信系統(tǒng)并改善其穿透水平有限的問(wèn)題，可以在原有的基礎(chǔ)上將有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用來(lái)提高使用效果。[1]

2 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

2.1 SDN/NFV技術(shù)

5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，比較注重可擴(kuò)展技術(shù)的應(yīng)用。隨著云計(jì)算服務(wù)、三網(wǎng)融合等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在安全性、可展開(kāi)方面實(shí)行了技術(shù)規(guī)劃。SDN/NFV技術(shù)是指軟件定義網(wǎng)絡(luò)/網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，其是 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的新型構(gòu)架，能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬化、軟件化，有效控制數(shù)據(jù)的分離，完善了5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。SDN/NFV技術(shù)是5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)，其結(jié)合網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建出通信的基礎(chǔ)層、控制層與應(yīng)用層，三個(gè)層面利用開(kāi)放的API，實(shí)現(xiàn)程序上的調(diào)用，取代了手動(dòng)配置，簡(jiǎn)化了5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的管理。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)需要具備轉(zhuǎn)發(fā)分離的功能，優(yōu)化整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信的系統(tǒng)，促使5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)能夠在可控制的狀態(tài)下運(yùn)行。SDN與NFV技術(shù)的相互配合，還能構(gòu)建虛擬的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，滿(mǎn)足不同業(yè)務(wù)的需求。[2]

2.2 移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)

移動(dòng)云計(jì)算是5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特征，提高了移動(dòng)終端設(shè)備的性能，支持大量的服務(wù)功能。移動(dòng)智能手機(jī)、平板電腦的用戶(hù)數(shù)量越來(lái)越多，5G通信中的移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)提供了萬(wàn)物互聯(lián)的服務(wù)條件。移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)，促使5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)成為創(chuàng)新的信息服務(wù)，創(chuàng)造了新型的運(yùn)營(yíng)與交付模式。在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，積極引入移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)，保證智能終端，可以根據(jù)需求，靈活地接入遠(yuǎn)程的服務(wù)商，準(zhǔn)確獲取所需資源。在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)既能實(shí)現(xiàn)資源的存儲(chǔ)，又能滿(mǎn)足資源調(diào)用服務(wù)。5G網(wǎng)絡(luò)中，移動(dòng)云計(jì)算的平臺(tái)構(gòu)架包括客戶(hù)端、軟件服務(wù)SaaS、平臺(tái)PaaS、基礎(chǔ)設(shè)施IaaS4個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)計(jì)算的簡(jiǎn)化，不會(huì)出現(xiàn)本地資源不足的問(wèn)題，而且云備份和云存儲(chǔ)提供了分布式的運(yùn)行方法，防止5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)信息丟失。在移動(dòng)云計(jì)算的條件下，也引入了遠(yuǎn)程安全控制的方法，支持5G網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接。

2.3 D2D與M2M通信

D2D與M2M通信均是5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的要點(diǎn)。D2D是指設(shè)備到設(shè)備通信，M2M是指機(jī)器到機(jī)器通信。D2D通信，利用蜂窩系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了近距離數(shù)據(jù)直傳，直接在終端上完成會(huì)話(huà)傳輸，不涉及基站運(yùn)作。蜂窩網(wǎng)負(fù)責(zé)了大量的功能，包括無(wú)線(xiàn)資源分配、會(huì)話(huà)建立等，減輕了通信基站的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，提高了端到端傳輸?shù)臅r(shí)效性。D2D通信在5G網(wǎng)絡(luò)中雖然獲取了利益，但是也面臨著干擾問(wèn)題，應(yīng)該將抗干擾作為主流研究?jī)?nèi)容，明確5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。M2M通信在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中具有標(biāo)準(zhǔn)化的特征，提供智能交互式的服務(wù)。M2M能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，在競(jìng)爭(zhēng)條件下，隨機(jī)制造信道資源，根據(jù)隨機(jī)接入?yún)f(xié)議，完成請(qǐng)求訪(fǎng)問(wèn)。M2M容易引起通信堵塞、過(guò)載，所以5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在引入M2M通信時(shí)要注意自適應(yīng)負(fù)荷控制機(jī)制的運(yùn)用，以規(guī)范 M2M通信的應(yīng)用。

2.4 MIMO技術(shù)

MIMO技術(shù)是在 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)根據(jù)空間的多徑因素，將多個(gè)天線(xiàn)布設(shè)在發(fā)送端與接收端，完成分集與復(fù)用增益，提高通信網(wǎng)絡(luò)中空間資源的利用效率。MIMO技術(shù)，在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)移動(dòng)終端都安裝了2～4個(gè)天線(xiàn)，配置基站，打破容量限制?；居脩?hù)同時(shí)通信時(shí)，就可以利用天線(xiàn)整合的方式，解決容量問(wèn)題。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，MIMI的規(guī)模比較大，需根據(jù)用戶(hù)、基站天線(xiàn)的數(shù)量，匹配MINO的規(guī)模數(shù)值。

3 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前4G網(wǎng)絡(luò)逐漸全面推廣和普及，在不久的將來(lái)，必將實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，在未來(lái)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)吞吐率、系統(tǒng)智能化、通信頻率資源和無(wú)線(xiàn)傳輸效率等方面都將會(huì)有很大的發(fā)展，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將會(huì)更加智能化和自動(dòng)化，技術(shù)將更加完善，網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積將會(huì)更加廣泛，消耗和成本將大大降低。現(xiàn)在全球都在研究5G移動(dòng)通信技術(shù)，未來(lái)幾年將會(huì)步入實(shí)質(zhì)性的發(fā)展階段，并開(kāi)始進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的制定與研究。此外，其將會(huì)擴(kuò)大通信系統(tǒng)的容量，通過(guò)對(duì)高頻譜的利用，從而提高頻譜效率、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提升移動(dòng)通信系統(tǒng)性能。5G移動(dòng)通信技術(shù)具有非常廣闊的發(fā)展前景，將會(huì)極大地促進(jìn)未來(lái)社會(huì)的發(fā)展。

4 結(jié)論

這是一個(gè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)擁有很高的需求量，高質(zhì)量、安全、快速的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)需求量逐漸增加，當(dāng)前4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸普及，5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代即將到來(lái)，對(duì)于 5G網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)必將更加的方便快捷、安全性更高。對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，有助于促進(jìn)其更好地發(fā)展。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)必將邁向一個(gè)新時(shí)代。

[1]蔣智鴻，莊敏．試論 5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)[J]．電腦迷，2016（4）12.

[2]李革．我國(guó) 5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)[J]．科技傳播，2016（1）23.

Key Technologies and Analysis of 5G Mobile Communication Network

Zhang Huiming
Guangdong Haige iscreate Technology Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510000

Mobile communication network upgrading quickly, promote Chin’s entry into the mobile Internet era, in recent years, China has achieved 2G, 3G, 4G communication, still can not meet the basic needs of massive mobile data,and gradually introduced the 5G mobile communication network planning, the key technologies in 5G network the security and stability of 5G mobile communication network, improve the operating environment of mobile data, reflects the importance of the key technologies of 5G mobile communication network.

5G mobile communication; network; Key Technologies

TN929.5

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1009-6434（2017）3-0027-02