关于5G移动通信网络关键技术探究

张明刚

（华信咨询设计研究院有限公司，杭州　310012）

当下，移动通信技术的发展经历2G、3G与4G这几个阶段，正快速进入5G时代。高速发展的电子信息技术持续推进通信技术向前发展，移动通信网络发展速度越来越快，刺激整个市场，促进消费。4G时代充分体现出整个通信领域移动数据发挥的重要作用，不断结合5G通信技术和其他前沿科技，为社会谋求更多便利，这是发展移动通信最重要的目标，所以探究5G移动通信网络关键技术是近几年最值得人们关注的课题。

1　5G网络的主要特征

移动通信网络目前面临的挑战主要是市场与用户、业务需求呈现出的爆破式增长和当下移动通信网络技术能力不能达到之间的矛盾。应对不同的场景，体验速率更高、端到端时延更低、连接终端海量、单位比特成本更低，4G技术已经不能达到应用指标，需以颠覆性技术为基础加以解决，5G移动通信网络及其关键技术应运而生[1]。和传统的3G、4G网络相比，人们对5G网络提出的业务需求要求其具备以下主要特征：

一是提高传输速率。当下LTE峰值速率能达到100Mb/s，和4G相比，5G网络传输速率提高10～100倍，峰值速率可达到10Gb/s，同时用户体验速率可达到0.1～1Gb/s，促使用户获取优良应用体验。二是降低时延。5G网络端到端时延能降低到4G网络的1/5或1/10，达到毫秒级，业务时延也小于5毫秒，能在450km/h高速环境中实现通信。三是提高系统频谱效率。频谱资源在移动通信领域一直是核心资源，5G可通过更高频谱效率，利用更多频谱资源，满足用户不断增长的业务流量需求。四是大连接低功耗，5G网络的连接数据密度可达到106km2，联网移动设备的数量也提高为现在的100倍，且能耗降低，能量效率提高10倍。鉴于5G网络的这些显著特征，其关键技术得到快速的发展。

2　5G移动通信网络关键技术

（1）超密集异构网络技术。依据传统手段，为减小移动网络小区半径，一般采用小区断裂手段，但这样做会增加站点部署密度，因而5G移动通信网络通过超密集异构网络解决该问题，只是超密集异构网络技术依旧存在缺陷，它缩短节点的间距，极易引发问题，所以在开发5G移动通信网络技术时要重视及时研究超密集异构部署，促进其不断发展，更好地应用5G移动通信网络。

（2）软件定义网络技术。和传统网络技术相比，软件定义网络技术能促使设备简单化，让操作更灵活，且能提供更方便的操作方式，借助中心网络控制器优化网络，对无线资源进行有效的管理[2]。但现阶段软件定义网络技术仍然面临一定的问题，主要体现在切换技术、监控报告、状态报告以及资源分配等方面，而5G移动通信网络关键技术极有可能在今后解决这些问题。

（3）自组织网络技术。为了和移动通信传统技术区分开，达到最大化的人力与物力资源使用效果，以满足客户需求为前提提出将自组织网络技术应用于移动通信的概念，其原理主要是将自组织能力引入网络，涵盖自我优化与自我配置等，最大限度降低人工干预。当下，自组织网络的优势越来越明显，5G则是协同、融合多制式共存异构网络，随着时间与业务等不断发生改变，有必要使网络部署适应动态变化，必须通过双连接形式优化选择目标，确保移动过程的平滑性。

（4）云网络技术。虚拟化的网络功能强调功能而不是架构，高度重用商用云网络，分离控制面、数据面以及管理面，支持不同网络功能需求，灵活制造新虚拟网络，支持新网络服务。网络功能虚拟化的核心理念是把网元软件和硬件解耦，以通用硬件为基础，利用软件编程实现网元功能，并把多种虚拟化的网元硬件归成标准化通用IT设备，也就是高容量服务器与存储器、数据交换机，提高系统灵活性与运行维护效率，向现网架构映射云中部署功能，发挥平滑演进能力。

（5）大规模天线技术。大规模多天线其实是多入多出的一种通信系统，指的是基站配备比终端数目多的天线，在移动终端使用单天线接收方式，保证高效利用频谱效率，保证传输可靠性。增加天线数量，促使各个信道具备渐进正交特性，有效消除用户之间的干扰；在一块小型区域聚焦极小能量的波束，提高空间分辨率，提升系统容量；增大阵列增益，有效提高用户信道信噪比，优化系统调度。随着对大规模天线技术研究的持续发展与完善，它在5G移动通信网络中发挥的作用将越来越重要。

3　5G移动通信网络架构

5G无线基站即将实行毫米级微波建设，承载海量数据与海量连接数，因而今后5G基站密度将更稠密，与用户更贴近。针对人口稠密区域，将基于现有4G基站，在周边通过射频拉远方式密集布点；针对人口稀疏区域，将以建设宏基站为主，确保网络覆盖质量。未来5G无线基站建设将在人口密集区域采用超密集组网方式，5G网络架构涵盖接入云、控制云、转发云这三个域。5G移动通信网络的控制功能与数据转发功能即将解耦，实现海量业务数据流的低时延、均负载、高可靠的高效传输。随着移动通信技术越来越强且智能化程度持续提高，今后的5G移动通信网络将走向自动化、全面化与智能化发展，使5G移动通信网络关键技术发挥更重要的价值。

4　结束语

作为第四代移动通信网络技术的演进，5G的发展前景更好，将在多重技术与领域里实现融合与创新，发展成具备更好性能、让用户获得更好体验的全新移动通信网络。现阶段，世界各国大力研究5G移动通信网络，针对5G进展规划统一框架，而随着时间持续向前推移，5G移动通信网络关键技术将得到进一步的研究与发展，5G网络也将成功满足用户更高的需求，促使移动通信网络进入新的发展阶段。

[1]李俊.第五代移动通信技术研究[J].企业技术开发，2015（36）：61+63.

[2]吴振涛.5G技术在移动通信网络中的应用研究[J].中国新通信，2017（08）：9.