鄭潮蓮

（廣東海格怡創(chuàng)科技有限公司 廣東省廣州市 511455）

1 五代移動網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的產(chǎn)生概述

與4G 相比，5G 將在五個領(lǐng)域廣泛使用：物聯(lián)網(wǎng)，實時連接，改善的體驗，廣泛使用和高速通信。根據(jù)當(dāng)前使用的4G 通信技術(shù)，需要在五個關(guān)鍵領(lǐng)域中進(jìn)行5G 更新。

（1）與4G 相比，數(shù)據(jù)傳輸速度應(yīng)達(dá)到10GB / s。

（2）能源效率提高了約10 倍。

（3）光譜效率提高了10 倍。

（4）網(wǎng)絡(luò)容量增加了大約1000 倍。

（5）延時小于5 毫秒。從這個角度來看，5G 不僅意味著更快的網(wǎng)絡(luò)速度，而且還意味著用戶可以獲得更好的網(wǎng)絡(luò)體驗。同時，5G 技術(shù)未來發(fā)展的主要方向如下。

（1）隨著無線接入技術(shù)的發(fā)展，5G 網(wǎng)絡(luò)將能夠采用非正交多址技術(shù)，這將大大提高資源效率。

（2）5G 移動通信不可避免地采用高密度分布式小蜂窩網(wǎng)絡(luò)模型。由于小蜂窩技術(shù)的不斷發(fā)展，減小未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)覆蓋范圍的移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為必然。

（3）5G 移動通信技術(shù)需要具有不同技術(shù)特征（例如，異構(gòu)性）的輸入法，以提高資源利用率并滿足用戶速度要求。

（4）5G 通信網(wǎng)絡(luò)為架構(gòu)帶來了智能。

通信網(wǎng)絡(luò)的到來為社會的發(fā)展帶來了極大的便利，人們的工作效率得到了極大的提高。當(dāng)前的主流通信網(wǎng)絡(luò)是第四代。但由于用戶對新服務(wù)的需求及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，第五代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已滲透到生活當(dāng)中，隨著5G 通信的商用牌照發(fā)放，我國進(jìn)入5G時代。第五代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展和前進(jìn)。多樣化的需求被視為第五代移動網(wǎng)絡(luò)的組成部分。此外，第五代移動網(wǎng)絡(luò)的未來分布形式，需要進(jìn)行端到端的連接。具體發(fā)展趨勢如圖 1 所示。

2 第五代通訊體系的發(fā)展走向

將無線技術(shù)引入移動網(wǎng)絡(luò)是國際標(biāo)準(zhǔn)。無論是第四代還是第三代通信技術(shù)，研究的重點都在第三代協(xié)作標(biāo)準(zhǔn)化組織上。但是，每個無線局域網(wǎng)具有其自身的特征，并且難以將其統(tǒng)一地引入國際標(biāo)準(zhǔn)組織的通信系統(tǒng)中。為了提高系統(tǒng)利用率，有必要從頻繁發(fā)送多個地址轉(zhuǎn)變?yōu)閷拵Тa，并使用不同類型的修改系統(tǒng)來進(jìn)一步減小小區(qū)面積。未來通信技術(shù)發(fā)展的主要趨勢是網(wǎng)絡(luò)輻射領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展。這也是蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的技術(shù)趨勢。蜂窩網(wǎng)絡(luò)在某些發(fā)達(dá)的商業(yè)領(lǐng)域中更為普遍。密集分布顯示在小單元格中。密集分布并不總是存在的，并且可以是間歇性的。這是小細(xì)胞典型的隨機(jī)擴(kuò)展特征之一。 D2D 通信技術(shù)可以用作實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)支持的技術(shù)手段。在使用該技術(shù)的過程中，可以通過增加無線數(shù)據(jù)的增長來提高數(shù)據(jù)的可靠性。隨著網(wǎng)絡(luò)通信體系結(jié)構(gòu)的多樣性，隨著社會的不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們的需求也越來越高，當(dāng)前蜂窩系統(tǒng)的覆蓋能耗已經(jīng)不能滿足于人們的要求。D2D 成為第五代移動通信的重要技術(shù)的原因之一是D2D 可以滿足更多人的需求。

3 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)

圖1：5G 網(wǎng)絡(luò)在未來的分布形式

在世界范圍內(nèi)，5G 技術(shù)尚處于起步階段，但也有一些研究成果。在日本，5G 項目的試驗取得了重大進(jìn)展。在現(xiàn)有rat 的基礎(chǔ)上，可以添加新技術(shù)，獲得5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型。阿爾索斯特它也是國內(nèi)外研究最廣泛的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型之一。本文在現(xiàn)有5G 實驗研究成果的基礎(chǔ)上，介紹了5G 網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)部署方案、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)是5g 網(wǎng)絡(luò)的三個重要組成部分。接下來，我們將詳細(xì)分析這三個部分：

3.1 網(wǎng)絡(luò)部署場景

配置網(wǎng)絡(luò)計劃時，必須清楚地區(qū)分室外場景和室內(nèi)場景。為了在室外場景中實現(xiàn)更快的傳輸速度和更短的通信距離，在室內(nèi)場景部署時，可在室外天線陣列安裝室內(nèi)AP 進(jìn)行通信。設(shè)置室外網(wǎng)絡(luò)計劃的方法不同。它結(jié)合了光纖基站，分布式天線和MIMO 基站，并且大多數(shù)分布式天線相互連接。

3.2 接入網(wǎng)設(shè)計

在接入網(wǎng)設(shè)計過程中應(yīng)格外小心。

（1）虛擬資源分配是通過基站完成的，可以通過SDR 處理基條，同時將其轉(zhuǎn)換為新的實時基站云架構(gòu)。

（2）融合2G，3G，4G 和Wi-Fi 等多種接入技術(shù)。

（3）將內(nèi)容存儲在邊緣并進(jìn)行分發(fā)，然后將其分發(fā)到接入網(wǎng)絡(luò)。這是通過傳統(tǒng)移動網(wǎng)絡(luò)存儲和分發(fā)內(nèi)容的能力?？梢愿鶕?jù)當(dāng)前用戶的需求隨時推送信息，從而可以不斷提高用戶滿意度。用戶體驗。

（4）在優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸路徑的同時，實現(xiàn)數(shù)據(jù)平面的擴(kuò)展。

3.3 核心網(wǎng)的設(shè)計

5G 移動網(wǎng)絡(luò)主要由NFV 和SDN 驅(qū)動，具有以下特點：

（1）作為SDN 的補充技術(shù)，采用了一種新的構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的方法，即NFV，它分開了物理的硬件和邏輯的硬件。

（2）在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，通常將控制和傳輸集成在一起，但是在SDN 中，為了完全實現(xiàn)不同的功能，集中式網(wǎng)絡(luò)控制器在網(wǎng)絡(luò)分離后實現(xiàn)數(shù)據(jù)流分配。

4 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃新體系

4.1 5G傳輸優(yōu)勢衍生網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃新技術(shù)

5G 網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)是下一代傳輸技術(shù)。在理想條件下，其最大傳輸速度可以達(dá)到在一秒鐘內(nèi)下載一部或多部高質(zhì)量電影的效果，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前的4G。這意味著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為我們的發(fā)展提供了更大的應(yīng)用空間。例如，您可以使用手機(jī)在家中通過智能設(shè)備共享電影，或發(fā)送超高清質(zhì)量的電影以獲得更好的觀看體驗。目前，5G 網(wǎng)絡(luò)在28Ghz 頻段的平均傳輸速度可以達(dá)到1G/BP，可以滿足大多數(shù)人的上傳下載速度要求。

4.2 5G的應(yīng)用場景和基本要求

5G 的主要功能將比以往更加豐富，主要體現(xiàn)在用戶體驗規(guī)模、連接密度、邊緣時延和移動性等方面。然而，隨著人們思想的發(fā)展，傳統(tǒng)的單軌高速傳輸觀念發(fā)生了變化。目前，用戶體驗水平被普遍認(rèn)為是最重要的性能指標(biāo)，因為它是與用戶關(guān)系最密切的指標(biāo)。因此，在5G 基本用戶體驗規(guī)模的背景下，用戶體驗規(guī)模有望達(dá)到Gbps 水平。此外，無線技術(shù)的多元化發(fā)展不斷創(chuàng)造新技術(shù)。廣泛的天線、全頻譜接入、超密集網(wǎng)絡(luò)、新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和新的多輸入技術(shù)是5G 的主要技術(shù)方向。

4.3 5G超密集組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

如今，網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，原始的通信方式已不能滿足其快速發(fā)展的基本需求。在超高5G 網(wǎng)絡(luò)條件下，5G 基站的覆蓋半徑大大減小，從而增加了小區(qū)數(shù)量和基站密度。換句話說，人們正在使用正確的方法通過大數(shù)據(jù)分析來完善他們的模擬，并最終達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。同時，在內(nèi)部和外部信號更改體驗以及場景模擬過程中，可以收集測試數(shù)據(jù)，以滿足潛在用戶的確切定位需求，并準(zhǔn)確識別網(wǎng)絡(luò)上的問題區(qū)域?，F(xiàn)場測量。您還應(yīng)該選擇適合您情況的承保方法。為了避免基站之間相互干擾的問題，LTE 系統(tǒng)可以作為一種接觸方法，用于基站覆蓋范圍建設(shè)的目標(biāo)分析。微型基站和宏基站異步放置，可以減輕傳統(tǒng)傳播模型的缺點，并提供更好的信號強(qiáng)度。

5 5G架構(gòu)的特點

如表1 所示。

表1：5G 架構(gòu)的五大特點

5.1 MIMO

MIMO 主要通過布置兩個使用天線進(jìn)行發(fā)送和接收的終端系統(tǒng)來形成MIMO 通信鏈路。大規(guī)模MIMO 可以滿足無線信道的自由度并增加數(shù)據(jù)量。另外，可以將MIMO 應(yīng)用于增加寬帶傳輸速度，同時保持相同的傳輸距離。

5.2 綠色通道

在減排協(xié)議的影響下，人們開始重視環(huán)境保護(hù)，特別是低能耗的行業(yè)，引起了各界的關(guān)注。第五代通信也需要關(guān)注能源。為了有效地利用這一領(lǐng)域，需要更多地關(guān)注高能耗的傳遞。在此基礎(chǔ)上，對新型節(jié)能網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的研究可以達(dá)到建設(shè)輸電系統(tǒng)的最佳效果。這也是當(dāng)前行業(yè)發(fā)展中亟待解決的問題。

6 5G技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

6.1 頻譜效率和系統(tǒng)容量的挑戰(zhàn)

借助5G，下一個移動網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流量預(yù)計將增加1000 倍，而用戶體驗率預(yù)計將增加10 至100 倍。這些要求對5G 無線電接入網(wǎng)絡(luò)和主網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)。隨著電信行業(yè)的發(fā)展，頻帶資源變得越來越稀缺。因此，改善頻帶的使用是未來通信技術(shù)發(fā)展的重要方向。 5G 網(wǎng)絡(luò)需要詳細(xì)開發(fā)高頻段和超高頻段（例如毫米波頻段），使用無執(zhí)照頻段，并合并不同的頻段以滿足未來網(wǎng)絡(luò)對頻譜資源的需求。并執(zhí)行低頻回收。這些技術(shù)的發(fā)展還需要終端設(shè)備的更新。

為了滿足5G 網(wǎng)絡(luò)中大用戶，大數(shù)據(jù)流，高數(shù)據(jù)傳輸速度和始終在線狀態(tài)的需求，增加空間的容量和效率，系統(tǒng)覆蓋范圍和站點密度等。需要開發(fā)廣播頻譜技術(shù)以對其進(jìn)行改進(jìn)。超高密度網(wǎng)絡(luò)，多天線技術(shù)，多址技術(shù)和多輸出空間傳輸（MIMO）技術(shù)等新的通信技術(shù)將成為未來技術(shù)的重要研究領(lǐng)域。

6.2 成本控制與網(wǎng)絡(luò)能耗的挑戰(zhàn)

為了使應(yīng)用技術(shù)得到廣泛的接受和應(yīng)用，必須對其進(jìn)行合理的定價。因此，5G 的目標(biāo)是在不增加運營和使用成本的前提下，提供1000 倍的數(shù)據(jù)流量。換句話說，它不會增加網(wǎng)絡(luò)的總能耗和總成本。因此，5G 網(wǎng)絡(luò)的比特能效將提高1000 倍，比特的單位成本將提高1000 倍，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、空間傳輸、內(nèi)容分配和交換速率將面臨挑戰(zhàn)和網(wǎng)絡(luò)安全。管理和優(yōu)化。

6.3 與物聯(lián)網(wǎng)深度融合的挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)主要用于人與人之間的通信。它適用于各種行業(yè)用戶，而不僅僅是普通的個人用戶。物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)非常豐富和多樣，業(yè)務(wù)特征也有很大不同。物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)。未來，5G技術(shù)將滲透物聯(lián)網(wǎng)并為人類提供廣泛的智能服務(wù)。5G 用戶將更廣泛地使用它，從而極大地擴(kuò)大了業(yè)務(wù)范圍和靈活性。對于智能家居系統(tǒng)，智能能源，環(huán)境監(jiān)測，智能農(nóng)業(yè)和無線智能電表讀數(shù)等業(yè)務(wù)流程，Internet 需要適合大量設(shè)備連接和大量小數(shù)據(jù)文件。因此，就信息內(nèi)容的速度而言，5G 不僅需要對已損壞數(shù)十小時以上的小數(shù)據(jù)文件進(jìn)行水表讀取業(yè)務(wù)流程，而且還需要寬帶服務(wù)來進(jìn)行實時3D 全息投影。會議。在延遲方面，您需要獲得不受延遲影響的免費下載，并以5ms 或更短的延遲及時處理業(yè)務(wù)流程。該應(yīng)用程序不僅必須滿足固定齒輪和低速齒輪的要求，而且還必須能夠快速使用高速火車和航天器。為了更好地滲透許多物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的業(yè)務(wù)流程，5G 需要具有更強(qiáng)的協(xié)調(diào)性和可擴(kuò)展性，以集成多個設(shè)備連接和多樣化的用戶需求。

6.4 終端設(shè)備問題

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的興起，設(shè)備正朝著便攜化、智能化和多樣化的方向發(fā)展。未來，互聯(lián)網(wǎng)終端的數(shù)量將會增加。終端的外形充分體現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)時代用戶的長尾需求和移動互聯(lián)網(wǎng)時代用戶的分布式需求。對于用戶來說，用戶友好的體驗和各種應(yīng)用已經(jīng)成為服務(wù)終端的主要競爭對手。因此，低成本多通道終端的研發(fā)對終端設(shè)備與技術(shù)、射頻技術(shù)、設(shè)備與電池壽命的研究提出了挑戰(zhàn)。

7 結(jié)束語

中國的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已經(jīng)從第四代發(fā)展到了第五代。在這種情況下，公司需要創(chuàng)新作為時代發(fā)展的重要組成部分，以便為5G 技術(shù)的初始開發(fā)提供更多便利。當(dāng)然，實施5G 技術(shù)有很多困難，其中限制智能是最困難的。因此，本文主要分析第五代移動技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前體系結(jié)構(gòu)，并討論其關(guān)鍵技術(shù)的使用。 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需要重建，并面臨挑戰(zhàn)，要更好地了解5G 并充分利用它。