5G移动通信网络关键技术探究

5G移动通信网络关键技术探究

纪德海

身份证号：210102198405112216

摘要：作为领先于世界的移动通信技术，5G移动通信在我国众多领域得到应用，并取得了显著成果。在未来，5G技术将会得到了更加快速的发展，并且还对人们的生活与工作带来更加积极的影响。5G技术需要众多关键技术作为支持，从多个方面探讨关键技术。从中可以发现，目前我国5G技术在发展与研究上已经有了很大的突破，其未来的发展前景非常广阔。

关键词：5G；移动通信网络；关键技术

1 5G移动通信网络概述

伴随着4G移动网络通信技术的不断发展，移动通信网络用户的数量有了很大的提高，而人们对网络速度的要求也变得越来越高，在此背景下，5G移动网络通信技术应运而生。通过对5G移动网络通信技术的应用，能够使人们在通信速度方面的要求得到满足，同时给用户带来更好的移动通信服务。作为全新的无线移动通信网络，5G的主要作用就是满足当前人们在移动通信方面的需求。随着移动互联网的迅速发展以及物联网业务需求的迅速增长，当前对于移动通信网络的要求也变得更高，而5G凭借自身所具有的成本低、安全可靠等的优势而得到了广泛应用，其传输效率提高了10到100倍左右，峰值传输速率可达10Gbit/s，端到端的时延显著降低，流量密度提高了上千倍，在实际应用中，其可以在500km/h的速度下满足用户的体验需求。通过对5G移动通信网络的应用，将会使信息打破时间与空间方面的限制，使用户的交互体验得到极大的改善，并且还将使人与物间的距离变得更大，达到人和万物互通互联的目的。

2 5G移动通信网络的特点

在4G移动技术的基础上5G技术得到了发展，从网络部署环境、接入网以及核心网三个部分进行优化和调整，能够大大提升其速度和容量。通常来说，峰值服务速率能够作为5G网络通信处理技术得以应用和发展的重要指标之一。5G网络具有容量大、反应速度快、资源多样等特点，大大推动了我国移动通信技术的进步与发展。十年一代是移动通信的基本发展规律，4G网络的发展与繁荣，成就了互联网经济，不仅强化了人与人之间的交流沟通，也改变了人们的生活方式，经历了4G通信技术，5G技术更加完善，作为一种新型的移动通信网络，其为用户提供了增强现实、虚拟现实等更好的业务体验，也满足了移动医疗、车联网、智能家居等各领域的物联网应用需求。在未来，5G技术将会渗透到各行各业。

3 5G移动通信网络关键技术

3.1 D2D技术

5G移动通信网络包含很多技术种类，D2D是其中之一。该技术主要是通过对补充蜂窝系统的有效利用所产生的一个技术种类，它是两个对等用户节点间的通信方式，每个用户节点都能在由D2D通信用户组成的分布式网络中接收或发送信号，并能实现消息的转发功能。基于D2D技术，网络参与者可以对其拥有的硬件资源进行共享。D2D技术具有网络连接、存储、信息处理的能力，共享资源在无须经过中间实体的情况下就可以直接被访问，且在D2D通信网络中，用户节点可以同时完成客户端及服务器的角色，用户可以根据形态意识自主构建一个实际或虚拟的群体。

3.2 SDN/NFV技术

SDN/NFV技术也是5G移动通信网络技术中的一种，该技术不同于传统网络技术，它的优势较多，如操作灵活，工作人员能够运用此技术提高工作质量和效率，同时该技术的设备也比较简单，能够在满足经济活动需求的同时，更好地管理无线资源。其中的SDN核心技术为核心网络的创新发展提供了良好的发展平台，其利用OpenFlow分离了网络设备控制面与数据，能够灵活控制网络流量，提高网络管道的智能性；而NFV技术通过基于行业标准的X86交换设备、存储及服务器，可替换通信网络中的一些专用网络元件设备。

3.3 超密集异构网络技术

超密集异构网络技术是5G移动通信网络关键技术之一。相关数据表明，采用传统移动通信网络技术，工作人员主要是利用增加站点部署密度的方式进行管理，这种落后的方法已不能满足行业发展需求。比如，采用传统层面的无线物理层技术，包括多址技术、调制技术、编码技术、MAC等，只能提升10倍的频谱效率，这无法满足5G的需求。采用超密集异构网络技术，是将低功率超大规模节点引入网络，以此增加网络覆盖、消除盲点、增强热点，有效提升系统容量。而且，这也实现了多层立体异构网络，对传统的扁平单层宏网络覆盖实现了突破，并通过增加信道数和小区数，确保成倍提升容量，并能使超密集组网具有更高效的频率复用和更灵活的网络部署。

3.4 毫米波通信技术

该技术是在“微波高频”与“光波低频”的基础上延伸出来的，目前，此项技术投入使用的频段资源不多，一般都低于6Hz，并且具有丰富的毫米波资源，其开发和利用空间也非常大。为了能够更好地实现该技术的优势和应用价值，在实际开发中建议将LTE和UDN进行重叠，这样可以最大限度发挥出两种元素的作用，通过合理增加天线数量，能够实现对毫米波长的控制。现阶段，很多技术人员将毫米波通信技术与MIMO技术进行了整合，从而将容量进一步扩大，这使得通信网络使用效率大大提升，下载速度也更加稳定、更加快速。

3.5 大规模MIMO技术

在5G移动通信网络技术当中，大规模MIMO技术是非常重要的一项技术，对于该技术的使用能够使频谱效率得到有效提高。就大规模MIMO技术来看，它也被叫做大型天线，主要就是在4G技术的基础之上，通过多8根天线实现对最多成百上千根服务天线的使用，此技术的发展能够使基站的多个用户在同一时间实现即时通信。额外天线能够使信号能量传输及接收整合于较小的空间当中，从而在同时对大量用户终端进行调度的情况下，能够得到更多的吞吐量并使得能源效率得到提高。大规模MIMO技术刚开始的设想主要为时分双工操作，但还能够应用到频分双工操作。在实际应用当中，该技术还有着使用元件成本较低、功耗不高等的特点，能够使延迟变得更低，得到了用户的广泛使用，该技术的出现与发展使许多原本的问题都得到了解决，同时还给信息技术的发展与研究明确了方向。

4 5G移动通信网络关键技术的发展方向

移动通信技术的不断发展，催生了5G技术，也使得该技术在众多领域得到应用和普及。4G技术相比，4G技术是借助移动宽带的形式体现的，而5G则是在此基础上进行了调整和优化，也因此大大提高了网络速度。目前，5G技术的应用成果也更加显著，也有了更大的突破，已经完成室外性能测试。目前，在这项技术的研究上，主要集中在信息安全方面，在未来还会进行高空传输方面的研究，一旦获得成功，将大大改善很多地区信号传输困难的问题。另外，作为一种新颖的技术形式，5G技术利用自然传输原理替代了无线通信技术，这使得容量问题得以解决，同时，充分利用精确数据进行虚拟世界的构建，这正是未来5G移动通信发展的新方向。

5 结束语

总而言之，在近几年当中，伴随着4G技术的发展与成熟，5G技术逐渐开始在各个领域当中得到普及。虽然当前5G技术还处在探索的阶段，没有彻底发展成熟，但其所表现出的作用与潜力都是巨大的。移动通信网络的发展将会使人们的生活得到很大的改善，不但会推动社会经济的发展，并且还会给人们的生活带来更好的条件，所以，在今后一定要对5G移动通信网络关键技术展开更加深入的研究。

参考文献：

[1]杨吉宏,庄恒全.5G移动通信网络关键技术及分析[J].中国新通信,2020,22(15):22.

[2]何怡澜.探讨5G移动通信网络中缓存与计算关键技术[J].信息通信,2020(07):28-30.

[3]徐传通.5G移动通信网络中缓存与计算关键技术研究[J].通信电源技术,2020,37(11):178-180.