浅析5G移动通信网络关键技术

侯 刚

（中浙信科技咨询有限公司，杭州　310013）

1　概述5G移动通信网络

1.1　5G网络的研发

随着4G移动通信网络技术的逐渐成熟，当前社会上的移动通信网络用户数量也大大增长。与此同时，当前人们对于网络速度的要求也发生了较大变化。而5G网络技术的研发就是在这种情况下被提出的，其研发意义在于有效满足用户对网络通信速度的要求，并为更多的用户提供高质量的移动通信服务。当前使用的4G网络技术相较于3G网络技术而言，其主要优势体现在用户容量与通信速度的提升。而在研发5G网络时，工作人员很难在4G网络的基础上，进一步提升用户容量与通信速度方面。因此，工作人员可以将提升数据流量作为5G网络技术的研发切入点。同时，5G网络技术的研发重点还包括视频流量技术与无线连接技术等。而在5G移动通信网络技术的核心技术研发过程中，工作人员还应重视对接入端的控制，以确保5G移动通信技术的研发能够使用当前社会所需。

1.2　5G网络技术场景

随着我国移动通信网络的全面发展，移动互联网与物联网业务逐渐成为了移动通信领域的主要发展趋势。而当前，人们在其日常工作与生活中很多活动的展开都离不开移动业务的支持，而这种多样化的移动业务需求对当前的4G来说，具有一定的实现难度。在这种情况下，唯加快对5G网络技术的研究，才有可能在高流量密度、高连接密度与快速移动场景下保证移动通信服务质量，确保满足人们在各种活动场所中的视频、在线游戏与各种虚拟现实业务的需求。而连续广域覆盖、热点高容量与低功耗大连接以及低时延高可靠等就是5G网络技术在未来的主要应用场景。其中，连续广域覆盖与热点高容量同时也是当前移动通信网络的主要应用场景。而智慧城市与智慧农业、智能家居以及环境监测、数据采集及传感等均是低功耗大连接这一应用场景的主要方向，其对移动网络通信技术的要求主要体现在数据包较小、功耗较低且连接海量等方面。而低时耗高可靠这一应用场景主要是指车联网与工业控制等垂直行业，这种特殊行业对移动互联网具有较为特殊的需求，具体包括时延性与可靠性两方面。

1.3　5G网络技术的优势分析

1.3.1网络通信速率较高

5G网络技术的研究是基于4G网络技术而进行的，而近些年来，我国4G网络技术的发展愈加完善，其应用获得了一致好评。因此，5G网络技术的研究起点极高，这既为5G网络技术的研发提供了一定便利，同时也为5G网络技术的研发带来了较大压力。而随着现代社会生活节奏的不断加快，移动通信网络用户对技术的新要求主要体现在速率的提升方面。这是由于虽然4G网络技术的速率相较于以往而言，已经很高，但是仍旧不能满足用户不断提升的需求。而当前用户在进行数据传输时，大多是在低信道频段进行的，虽然能够有效保证传输质量，且不需运营商在基站搭建方面投入过多。但是，低频资源的有限性极大的限制了网络用户的接入，无法为更多的用户提供接入服务。需要注意的是，频段资源在我国主要是依靠政府来进行分配的，但在国外却主要是通过竞争来获取的。因此，低频资源的分配缺乏市场竞争规律的主导，极大的限制了4G网络技术的发展。当前，4G网络技术的载波频率多为20MHz，而在实际传输过程中，主要是通过多载波码分多址技术，来实现对多个载波的有效聚合，以便实现对传输速率的提升。而5G网络技术在研发过程中，应将高频段资源作为切入点，设法实现对传输速率的提升，而这也正是MIMO系统被提出的基础，而利用高频段资源来进行信号的传输，就能够因波长较短而减短天线的长度，进而大大降低对天线间的距离要求，进而确保在基站实现对集成天线的设计。

1.3.2容量更大

物联网概念在我国一经提出，就受到了社会各界的广泛重视，但是其发展效果却不甚理想，这主要是受到移动终端能耗与无线网络覆盖等方面的限制而导致的，使得物联网目前的应用领域较小。而通过对5G网络技术的研发，就能够推动物联网的进一步发展。鉴于终端的功耗问题是影响物联网发展的主要因素，因此，应重视对功耗问题的解决。这是由于终端在接入网络时，会涉及到很多的节点，但是有些终端在使用过程中，缺乏二次充电的环境，因此，其往往只能依靠自身电池来支持服务。而为了解决这一问题，3GPP曾试图运用窄带物联网技术，来实现对终端使用功率的有效控制，降低网络传输的带宽，同时降低信号发射的功率，以达到省电的目标。虽然，在一定程度上降低了物联网终端的实时性，但却并不会对其实际应用造成过大影响。因此，5G网络技术的研究就应充分利用这一成果，并以此为基础来进行节能省电的目标。

1.3.3移动网络延迟较低

在应用LTE网络后，移动网络的延迟就降低到了100ms之下，为网络用户带来了更好的网络连接体验，降低网络延迟对用户满意度的影响。而5G网络技术的研发与应用，能够在LTE网络的基础上，进一步降低网络延迟，推动移动通信网络的发展。由于LTE网络中的一个TTI是1ms，而5G网络技术在优化设计帧结构时，主要是通过缩短每一子帧的时域，来达到物理层面的时延。

2　5G移动通信网络的架构分析

5G移动通信网络的无线基站建设，主要是通过毫米级微波来实现的，以便满足海量数据与海量连接数的实际需求。因此，未来5G无线基站的建设密度势必会大幅增加，以便向用户提供优质服务。通常情况下，在人口稀少的区域建设无线基站，应以宏基站形式为主，以确保网络覆盖效果。而在人口聚集区建设无线基站时，则应注重对当前4G无线基站的利用，并在其周边进行射频拉远来完成无线基站的站点布设。因此，超密集组网式是未来在人口聚集区建设5G无线基站的主要结构形式。而5G网络架构的形式包括接入云、控制云与转发云等。

3　浅析5G移动通信网络关键技术

3.1　无线网络技术

随着现代社会的快速发展，5G移动通信网络构建过程中的关键技术就包括无线网络技术。这是由于无线网络技术势必会随着5G移动通信网络的应用而逐渐发展完善起来，不仅能够实现对各种无线技术的有效整合，同时还能够进一步提升5G网络的无线接入能力，能够有效实现对新研发设备与原有4G网络与3G网络，以及其他型号的无线设备的有效接入，进而为5G移动通信网络的不断发展奠定良好基础。与此同时，5G网络技术还能够实现对无线网络的准确智能识别，以便将用户实际需求与各项资源的合理整合与配置。此外，由于5G网络技术具有更强的互用性，这样一来，各个系统之间的互相操作效果就得到了有效保障，有助于提升服务器质量，提升用户满意度。

3.2　无线传输技术

而无线传输技术也是5G移动通信网络中的关键技术，其应用依据是系统的存储容量，而通过增加天线设备的数量，就能够有效确保5G移动通信网络的容量能够满足用户实际所需。而MIOM系统的应用，就能够实现对空间因素的充分利用，以完成对众多天线路径的有效构建，确保充分发挥空间处理技术的效果，同时也能够提升对频谱的利用效率。

3.3　高频段的使用

5G移动通信网络构建中的另一个关键技术，就是对高频段的使用技术。这是由于以往的3G网络与4G网络，在低频资源的使用方面已经较为充分。因此，5G移动通信网络在其发展过程中，就应将侧重点放在对高频段资源的利用上。鉴于当前微波频段已经趋于饱和，但是高频段微米波段资源却仍旧大量闲置。因此，应重视对微米与毫米等高频段资源的利用，以便通过对频段资源的合理应用，来推动5G移动通信网络的发展。

4　结束语

综上所述，随着我国移动通信事业的不断发展，移动通信网络技术已经对社会造成了极大影响，不仅改变了社会经济的发展模式，同时也改变了人们的生活方式。而当前人们对于数据传输与通信系统的要求也在不断提高，因此，应加大对5G移动通信网络关键技术的研究力度。

[1]唐忠杰.关于5G移动通信发展趋势分析及若干关键技术探讨[J].中国新通信，2016（20）.