第五代移动通信关键技术探讨

袁富芳

【摘要】 在我国智能终端不断普及和所用数据流量快速增长的条件下，第四代移动通信在容量和频率等方面都越来越不能满足人们对网络的实际需求。所以，在这样的发展背景下，新的第五代移动通信就应运而生。这种通信技术具有通信容量大以及速率高的特点，同时和第四代移动通信相比，其具有更高的可靠性以及安全性，发展空间非常之大。其所应用的关键技术主要在无线技术和网络技术有所突破。本文主要对第五代移动通信中的关键技术进行分析探讨，提出笔者的思考和建议，仅供参考。

【关键词】 第五代 移动通信 技术

随着我国科学技术的快速发展以及技术革新的不断进行，互联网+业务和物联网设备增加，移动通信也需要进一步的发展。通过移动通信网络所具有的独特技术，可以有效增强人与人之间的联系，而该技术的不断发展以及更新，也给人们的沟通提供了更多的便捷[1]。第五代移动通信就是将来最新的移动通信技术，其具有非常高的频谱利用率以及超低功耗，有效结合了3G和4G通信技术，可以有效满足人们对移动互联网流量的需求，所以得到了人们的青睐。

一、第五代移动通信性能指标

第五代移动通信拥有五个不同的应用场景，具体为：超高速场景、实时最佳体验、支持大量人群以及实时进行物物通信和可靠实时连接[2]。第五代移动通信应该达到的目标主要包括性能和效率两个方面；性能包括用户体验速率、连接数密度、端到端时延、流量密度、移动性和用户峰值速率，效率包括频谱利用、能源效率、成本效率；5G支持0.1～1Gbps的用户最低体验速率，每平方公里100万终端连接数密度，毫秒级端到端时延，每平方公里数十Tbps的总流量密度，500Km/小时以上的移动性和数十Gbps的最高峰值速率。同时，5G相比4G，频谱效率提升5～15倍，能效和成本效率提升百倍以上[6]。

二、第五代移动通信网络结构

5G网络结构主要包含有转发云、接入云以及控制云。其中接入云可以支持不同无线制式接入，结合了分布式以及集中式无线接入网具体构架，可以在各种回路链路里面应用，从而对组网进行灵活的部署以及对无线资源进行高效管理。5G网络所具有的控制功能以及数据转发功能可以解耦，从而形成集中统一的一种控制云以及转发云。其中控制云可以对局部以及全局会话、移动管理以及服务质量进行控制，同时建立业务网络能力具体开放接口，有效提升业务部署工作效率 [4]。转发云基于通用的硬件平台，在控制云高效的网络控制和资源调度下，实现海量业务数据流的高可靠、低时延、均负载的高效传输。

5G移动通信网络技术是以软件定义网络（SDN）以及网络功能虚拟化（NFV）为基础的一种新型网络架构。可以分成三个不同的大模块，具体为：核心网、接入网以及网络部署场景。进行场景部署的过程中，应该区分处理室内场景以及室外场景。通常情况下，当处于室外的时候，主要利用的是分布式天线以及规模非常大的那种MIMO配备基站，大部分情况下都是把天线元件分散安装在小区里面，同时是利用光线连接各个元件的。在对移动终端进行部署的时候，通常能够动态地更改其与相应运营商核心网络之间的连接，同时能够有效增大室外覆盖率。如果用户处于室内，那么仅仅应该和设置于室外建筑的大规模天线阵列里面的室内AP通信就是可以了，通过这种方式能有效利用和短距离通信相适应的技术，从而提升传输速率[4]。

在对接入网进行设计的过程中，主要包含的特点是：①有效结合异构多接入技术，该技术主要是通过一个单一无线这种控制其来实现各种操作的，同时对SRC也提出了几个要求，具体为：增强现有接口；SRC应该具备向后兼容特性；SRC不会对传统空中接口造成影响。这样就能够有效提高无线资源实际利用率，保证能够统一接入网络。②使基站资源变得虚拟化，对资源分配进行集中控制实际上是在集中式基站具体部署上，相应的基带处理单元里面的基带处理会慢慢通过SRC实现，从而相应的虚拟化基站就能够对频谱资源进行动态调度，让平台上的不同无线网络功能能够统一。

核心网具有的特点是：①核心网可以有效分离控制以及转发，SDN属于一种新兴具体网络体系结构，在相应的控制平面里面，集中式网络控制器的作用就是把网络分离后的相应数据转发平面存的的流量合理分配给各种网络元件，从而实现路由决策以及协议等功能。②核心网络可以有效分离物理硬件以及逻辑，核心网所使用的主要技术是IT虚拟化技术，把核心网设备转换为一种高性能服务器，同时把核心网所具备的功能由专用硬件转移到了一种通用虚拟机平台上。从而使硬件平台设备更加简化，组网更加灵活，同时也可以减少组网所花费的成本。

三、第五代移动通信关键无线技术

5G关键无线技术主要有：大型天线阵、D2D、全双工、FBMC、F-OFDM、极化码、新型多址以及超密集组网和全频谱接入等技术。下面将主要介绍几种关键技术。

①大型天线阵技术：是指在发送端以及接收端均安装天线，建构一种MIMO具体通信链路[5]。该方式能够有效增加无线通信所具有的自由度，从而可以容纳更多具体信息数据。除此之外，MIMO还可以在不改变宽带的条件下，有效增加系统实际可以传送的距离。②D2D通信技术：目前，在社交网络等应用变得越来越流行的条件下，人们对进行近距离数据通信有了更多的需求，可是依据现阶段实际状况，蜂窝系统依然在覆盖方面以及功耗等方面存在相应的问题，难以完全满足各种业务对实时性提出的独特需求，因此，对第五代移动通信来说，研究D2D通信具有非常大的意义以及必要性。第五代移动通信所采用的关键技术之一就是D2D通信，其可以对蜂窝通信发挥比较强的支撑作用，同时可以使无线数据流量得到大幅增长，增强其所具有的实时性以及可靠性。③全双工技术：所谓全双工技术，就是同时并且同频双向通行技术。因为全双工技术对有效提升频谱利用率具有非常大的潜力，所以双全工技术是5G系统相关研究中的重要方向之一。④FBMC和F-OFDM技术：F-OFDM和FBMC等新型多载波技术在灵活使用碎片频谱、支持窄带和小数据包、降低功耗与成本方面具有显著优势，从而提升5G系统工作效率。⑤超密集组网以及新型多址技术：其通过增加基站部署密度，可实现频率复用效率的巨大提升，但考虑到频率干扰、站址资源和部署成本，超密集组网可在局部热点区域实现百倍量级的容量提升。新型多址技术是利用发送信号在空/时/频/码域的叠加传输来达到不同场景里面系统频谱效率以及接入能力提升的目的。

四、结束语

在移动通信不断变化的条件下，人们的生活方式也发生了非常大的变化，随着各种信息技术的不断发展，特别是物联网和云计算技术的不断成熟，第五代移动通信一定会成为以后移动通信领域里面的一项主导技术。5G可以给用户提供非常高的接入速率，使延时时间变为零，连接能力堪比千亿设备，提供高流量密度、高连接数密度以及高移动性等各种场景统一服务，对业务及用户感知进行智能优化，并且可以显著提升网络能效，同时减少比特成本，达到信息随心至，万物触手及的目标[6]。

参 考 文 献

[1]崔磊，王慧莹.第五代移动通信关键技术研究[J].黑龙江科学，2015，5（2）：56-57.

[2]翁武林.关于第五代移动通信探讨[J].中国新通信，2014，7（16）：13-13.

[3]杨丰瑞，董志明.第五代移动通信系统的研究分析[J].电子技术应用，2015，41（2）：23-25，30.

[4]闫海煜.第五代移动通信的发展趋势和关键技术分析[J].科技展望，2015，3（22）：15-15.

[5]段广青，崔晓梦.浅谈第五代移动通信技术[J].科学导报，2015，1（10）：347.

[6]5G愿景与需求，IMT-2020（5G）推进组

[7]5G白皮书