5G移动通信关键技术及其应用探讨

5G移动通信关键技术及其应用探讨

吴华谦

(公诚管理咨询有限公司第七分公司广东珠海519000)

摘要：本文主要对5G移动通信关键技术及其应用进行了探讨，以供同仁参考。

关键词：5G移动通信；关键技术；应用

一、前言

为提升移动通信业务支撑能力,第五代移动通信在无线传输技术和网络技术方面将有新的突破。5G移动通信标志性的关键技术主要体现在超高效能的无线传输技术和高密度无线网络技术。其中基于大规模MIMO的无线传输技术将有可能使频谱效率和功率效率在4G的基础上再提升一个量级,该项技术走向实用化的主要瓶颈问题是高维度信道建模与估计以及复杂度控制；全双工技术将可能开辟新一代移动通信频谱利用的新格局；超密集网络已引起业界的广泛关注,网络协同与干扰管理将是提升高密度无线网络容量的核心关键问题。下面就对5G移动通信传输若干关键技术及发展策略进行探讨，以供同仁参考。

二、5G移动传输的关键技术

（1）从网络技术角度。5G移动通信技术主要包括SON技术、异构超密集部署分

析以及SDN技术分析等方面：第一，SON技术。传统的移动通信技术在网络维护与部署方面存在巨大缺陷，网络维护与部署需要大量的人力、物力，而5G移动通信则有效改变了这一现状。SON技术节约了大量的网络维护与部署成本，该技术的使用使得5G移动通信逐渐朝向智能化方向发展。但是SON技术尚不能支持多网络系统的协同运行，因此，在5G移动通信未来的发展过程中，需要对该技术进行优化，提高其无线传输参数。第二，异构超密集部署分析。传统的移动通讯在运营无线通信系统时，往往采取缩小小区半径的方法，在小区半径缩小的条件下，用户可利用的系统容量也将逐渐减少，长此以往，用户使用的无线网速率将大大降低。因此，在5G移动通信未来的发展中，将有效加大网站的部署密度，确保用户体验的精致。在每个服务点之中，都配有相应的超密集异构网络。但是该技术在运营过程中也出现了节点间距不适应网点密度的状况，在未来的发展中，该技术将进一步优化。第三，SDN技术。SDN技术也称为软件定义网络技术。相比传统的移动通信技术，该技术的设备更加简单，也符合互联网高效节约的特点。同时，软件定义网络技术的使用也十分简单，用户的操作过程大大简化SDN技术主要原理是采用中心控制器对网络与网络之间的无线资源进行合理分配，以此使得无线网络的管理更加便捷，但是在架设该网络系统时需要面临监控困难、状态不稳等问题，在未来的发展中，该技术将进一步优化。

（2）从无线传输角度。5G移动通信无线传输技术主要包括全双工技术、大规模

MIMO技术分析以及多载波技术分析等方面，下面将分别对其进行介绍：第一，全双工技术。全双工技术主要指的是通过将网络频率进行调节以实现同时同频传输无线电波的技术。全双工技术主要的有点在于能够大规模的提高频谱利用效率，使得频谱利用效率的提升能够降低其运营的压力，同时，该技术的运用也将大大较少无线速率的损耗。但是随着科学技术的发展，全双工技术也面临着众多挑战例如全双工技术在干扰抵消方面尚未取得技术进展，导致无线传输过程中容易受到其他光波、电波的干扰。第二，大规模MIMO技术。大规模MIMO技术相比传统的移动通信技术而言，主要优势在于其拥有更加宽广的空间接受率，在空间接受率较为宽广的前提下，无线传输的效率将大幅度提升，从而减少了无线电传输过程中的损耗。同时，大规模MIMO技术的使用将大大较少无线传输中其他物体的干扰，在无线的数量足够时，大规模MIMO技术与通讯设备的配合将实现最优。但在目前的设备条件下，大规模MIMO技术的使用尚存在诸多障碍，不能安全发挥其优势，在未来技术环节改善的条件下，相信该技术将得到更大规模的使用。第三，多载波技术。5G移动通信的多载波技术主要运用于多载荷仪器上，多载波技术的使用有利于解决5G移动通信过程中出现的子信道数量不多的状况，从而减缓原型滤波器损耗，降低无线传输过程中信号的损失，以此实现无线运营的快速。综上所述，5G移动通信的关键技术的使用大大改善了移动通信面临的挑战和困难，使得用户的体验更加完美，为移动通信市场创造了新的发展机会。

三、5G技术的应用

根据目前4G中TD-LTE的官方统计数据来看，TD-LTE可以带来40Mbit/s的下载速度，这样的速度可以满足高清视频，高质量的音乐等大数据量传输的数据业务。而5G的下载速度可以达到3.6G/s，也就是28.8Gbit/s。就目前市面上的硬盘读写速度来说，普通的硬盘读写速度达到了100M/s，而所谓突破了读写颈的固态硬盘的读写速度达到了250M/s。可以看出，5G的速度远远超过了硬盘的读写速度，这意味着，传统的储存设备将在5G网络中失去位置。3.6G/s的下载速度可以完全满足这样高清视频的在线应用。下面介绍几个5G技术应用。

（1）游戏新体验。虚拟实境正在成为新的潮流，可以让你与世界另一端的朋友置身在同一个虚拟实境的游戏中，或者让你在家中就能参观奇特的海冰别墅。目前对于虚拟实境来说，最大的瓶颈在于内容，内容的制作以及传输问题。有了5G，你就能更轻松地将内容传输到你的VR设备中。Facebook执行长MarkZuckberg在MWC上表示，希望VR能成为“5G杀手级应用”。当资料传输地如此快速，用户就不用为体验而在设备负载上等待太久。

（2）自动驾驶汽车。5G网路能快速地回应、协调自动驾驶汽车，无论是在十字路口时与中央控制器之间的回应，或是与他人进行交谈的时候。“你可以想像在路上没有红绿灯，不过车子们在行驶的时候并不会与其他车子发生碰撞。”网路设备制造商诺基亚的行销主管VolkerHeld说。晶片制造商联发科副总裁MarcNaddell表示，一旦这些车拥有大量的感应器和相机，就可以持续捕捉影片画面，一旦发生交通事故，你可以从多个角度观察：不仅只看肇事车辆，而是在那个时间点在那个地方的所有汽车。

（3）视讯会议。WoojuneKim并坚信未来人类沟通将变得视觉化。想像一下，当你和你的家人视讯通话，超高的解析度让你感觉仿佛你就在他们身边。或者你和你的队友在各自的家里通过视讯进行排练。这些看起来简单，但今天的网路无法提供这样的即时通话，最大的问题还是网路，它会让画面变得不连贯。

（4）好莱坞般的网页速度。在好莱坞大片中，网页搜索总是看起来快得让人觉得不是跟咱们一个世界的。比如在电影《蜘蛛人》中，PeterParker利用搜寻KurtConnors教授时，立刻就得到结果了。“那是星际大战的电脑吧!”爱立信首席技术官UlfEwaldsson打趣道。即使网路连接再快，网页也需要一两秒的载入时间。当然，有了5G，结果可以更快地出现。

四、结束语

总之，随着科学技术的不断推进，相关的研究单位对于5G移动通信技术有了更加深入的研究，根据当前的进度，5G移动通信技术大约在2020年左右会开始商用，5G移动通信技术一旦技术成熟，正式地商用，那么将会给用户带来更加舒适的使用体验，从而满足人们对于移动通信技术要求的提高。

参考文献：

[1]彭景乐.5G移动通信发展趋势与相关关键技术的探讨[J].中国新通信，2014，（20）：52.

[2]李章明.5G移动通信技术及发展趋势的分析与探讨[J].广东通信技术，2015，（04）：44-46.