5G网络在校园网应用场景中的研究

崔建弘 河北工程技术学院

5G网络在校园网应用场景中的研究

崔建弘 河北工程技术学院

进入科技飞速发展时期，随着LTE等第四代移动通信技术的全面应用，其显现出的弊端使得全球对5G概念给予了极高的关注。5G移动通信技术是面向2020年之后的新一代移动通信系统，是在4G的技术基础上的平滑演进。相对于4G技术来说，5G技术具有多元化的特点，其速度是以达到类似光纤速度的用户体验，5G采取双向传递无线电波，使得其下载速度更快。本课题旨在探索5G网络的关键技术，构建新的网络模式。通过网络整合、资源共享、信息互通，发挥各机体的能动性，实行统筹管理，达到5G网络在校园网场景应用的流畅使用，更快的迎接5G网络的到来。

5G网络 校园网 关键技术

1 5G概念

5G指的是第五代移动通信技术，较之前四代，5G是现有的无线通信技术的一个融合而非一个单一的无线技术，是面向2020年以后移动通信需求而发展的新一代的移动通信系统。5G相对于4G来说，有着较快的传输速率，当前，4G技术的峰值速率为100Mbps，而5G技术的峰值速率将达到10Gbps。可以更快更好的解决4G网络面临的难题，比如无法支持部分的超清甚至高清视频，无法支持高质量的语音等需求。当前很多国家对于5G展开了前所未有的研究，对于5G的前景展望、发展需求、关键技术等进行了广泛的研讨，力争启动相关的标准化进程。

2 5G网络的关键技术

2.1 新型大规模MIMO技术

在无线通信急速发展的进程中，在频谱资源有限的前提下，数据流量在不断增加，使得有效提高频谱利用率成为了急需解决的难题。新型大规模MIMO技术有效的解决的这一问题，可以提高频谱的利用率，同时保证传输的可靠性。大规模MIMO技术的优点在于可以满足在同一时频资源支持多个用户，可以提升空间分辨率。相对的，MIMO技术也有弊端，比如产生导频污染，同时，MIMO技术成本比较高，搭建大规模的MIMO系统目前来说还是比较难的。

2.2 高频段传输技术

当前，移动通信使用的频段主要是3Ghz以内，随着用户量的激增，频谱资源显得十分的拥挤，已经无法满足5G发展所需的大带宽频段。为了5G技术的良好发展，必须向高频段扩展，尤其是ms波频段，该频段不仅具有连续的大带宽，带宽高达284.6GHz，频谱资源还非常的丰富而干净，能够实现极高速短距离的通信，可以满足5G网络技术的传输需求。

2.3 全双工技术

全双工技术也叫做同时同频全双工技术，指的是，在移动终端可以在同一时段同一频率发送和接收信号，即在相同的物理通道上对双向信号进行传输，在发射信号的时候，可以同时接收另一节点的相同频率的信号。但是，由于技术条件的限制，网络端和终端存在固有的发射信号对接收信号的干扰，当前的网络系统还不能实现同时同频的双向通信，因此要想实现全双工技术的全面应用，其首要难题就是解决自干扰的抵消。

2.4 D2D技术

D2D技术即通信设备之间直接通信，顾名思义，指的就是两个通信设备之间无需经过基站就可以通信的新技术。在传统的移动通信系统中，都是以基站为中心实现网络的覆盖，而基站和中继站是无法移动的，使得网络结构失去了一定灵活性。而D2D技术就可以无需借助基站实现短距离的直接通信。缩短的时延和较低的功耗对于提升网络的灵活性有一定的帮助。能够适应本地数据的共享需求，提供更加灵活的数据服务，D2D将是5G网络技术重点研究的技术之一。

2.5 超密集异构网络技术

5G网络具有智能化、多元化、综合化等特性，数据流量相当大。为了最大程度的提高5G网络的运行效率，同时扩展网络系统的容量，可以引入超密集异构网络技术，拉近终端到节点的距离，保障两者之间的协作性。把基站做得足够小，覆盖范围变小，单个用户获得的资源就会变大，在高频段宽带采用更加密集的网络结构，以实现室内外的高速率数据需求。

虽然近几年，4G网络技术已经投入大规模的应用，并进入了人们生活的方方面面，4G网络在一定程度上可以满足人们的需求。但是随着高校的扩招，使得高校内的用户量激增，对于特定范围内相对固定的群体来说，4G网络有一定的弊端，5G网络有着更广泛的施展空间。掌握5G网络的关键技术，让校园内外环境都得到极大的提升，让师生在不同的移动终端享受更加快速、便捷的服务。在移动终端普及化的今天，对于网络速率的需求也在不断增加，如何发展更加适合我国高校师生需求的高速率、安全指数高的移动通信技术已经成为我国通信业急需解决的问题。5G网络技术也在向着绿色、职能、开放的方向发展，预计在2020年，5G将成为我国主要的移动通信系统。

[1]高芳，赵志耘，张旭，赵蕴华.全球5G发展现状概览[J].全球科技经济瞭望.2014,29（7）：59-67

[2]赵国峰，陈婧，韩远兵，徐川.5G移动通信网络关键技术综述[J].重庆邮电大学学报（自然科学版）.2015,27（4）：441-451

[3]曾剑秋.5G移动通信技术发展与应用趋势[J].电信工程技术与标准化.2017，30（2）：1-4

2017年河北工程技术学院课题《5G网络在校园网应用场景中的研究》研究成果（课题编号：2017HG08）.