5G移动通信网络关键技术的相关研究

史昊臻

摘 要：近年来，移动通信网络发展迅速，它从各个领域为人们提供了便捷的通讯服务，也不断地在改变着人们的生活方式。目前，我们普遍使用的移动通信技术是4G通信技术，4G通信技术的广泛应用也表明了在不久的将来，语音通信将会逐渐地被数据通信所取代，因此，5G移动通信已经渐渐地成为当下各个国家在移动通信领域的最新研究热点，为此各国争先恐后，力圖抢占先机，掌握其中的关键技术，以提升自身的综合国力。本文将对5G移动通讯网络的关键技术要点进行简要的分析，以供参考。

关键词：5G移动通信;关键技术;通信网络

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.16.133

移动通信技术的发展经历了2G、3G和4G三个阶段，随着电子信息技术的快速发展，不断推动着移动通讯技术的快速更新，第五代信息技术时代也即将到来，也就是5G移动通讯网络技术即将应用到社会的各个领域。

1 5G移动通讯网络及特点

1.1 5G移动通讯网络概述

目前，5G移动通讯网络在全球移动通信领域是一个热点研究课题，它尚未有一个统一的定义，5G移动通讯网络是对第四代移动通讯技术的不断完善与扩展，它相比于4G移动通信技术，会有更快速、稳定的网络，在传输效率和资源的利用率方面也会突破4G通信技术的限制，得到质的飞跃，同时，5G移动通讯网络技术还会不断加入更高科技的专利技术，以更好的通讯质量服务于人类。预计，5G移动通讯网络技术将在2020年投入使用，它将会成为移动通信历史上的又一次伟大变革。

1.2 5G移动通讯网络的特点

5G移动通讯网络的使用会极大地提升网络平均吞吐率、移动数据的传输速度和互动式游戏等新兴移动通讯业务，同时，5G移动通讯网络在设计上也会更人性化，以更好地迎合大众的喜爱，提高用户体验度。在技术上，5G移动通讯技术将会摒弃物理层传输、信息的编译码等传统经典的移动通信技术，而更侧重于研究和创新多点、多用户、多天线、多小区共同合作网络的建立。

2 5G移动通讯网络的关键技术分析

2.1 高频段传输技术

传统的移动通信工作频段普遍采用的是3GHz以下的低频段波，而对毫米波、厘米波等高频段的频谱资源利用率很小，这就使得传统的频谱资源十分拥挤。高频段在移动通信网络中的应用是未来的一个发展趋势，5G移动通讯网络技术可以实现极高速短距离通信，可以有效缓解频谱资源紧张的现状。但高频段资源的应用仍然需要科学规划和统筹兼顾，以使宝贵的频谱资源得以最优配置。

2.2 新型多天线传输技术

多天线传输技术是目前5G移动通讯网络关键技术之一，它主要是由多输入多输出技术即MTMO技术的升级版，其工作原理是运用发射基站的多个天线独立发送信号，又同时接收信号并能够完整复原信息的一种技术，随着多天线传输技术的引入，发射基站将有望支持128根协作天线同时工作，并且可以有效地降低信号间的互相干扰，很大程度上改善无线信号的覆盖性能。

2.3 同时同频全双工技术

传统的移动通讯网络利用的是分时分频模式，其在工作效率上存在着很大的限制，而同时同频全双工技术，在相同的频谱上，通信的接收和发射工作可以同时进行，这就大大提高了移动通信的信号传输效率，但是，同时同频全双工技术需要极高的干扰消除能力，而目前移动通信方面的干扰消除技术还存在着诸多不足，尤其还存在着相邻小区同频干扰问题，因此，全双工技术在多天线及合作网络下所面临的难度更大。

2.4 D2D技术

以基站为中心实现小区覆盖的组网方式是传统的蜂窝通信系统的普通应用方式，由于基站和中继站不能移动，所以这种网络连接结构的灵活度存在着很大的不足，当今社会，由于无线多媒体业务发展迅速，这种网络结构已不能满足海量用户在不同环境下的应用需求。因此，迫切需要研究出一种新的网络连接技术来解决当下所面临的通信难题，因此D2D技术就应运而生了。D2D技术的最大优势就在于它可以直接连接通信终端，而无需借助基站的转接，实现通信信号的短距离直接传输。同时，它还可以通过广泛分布的终端，改善网络之间的覆盖，支持更灵活的网络架构和连接方法，更高效地利用频谱资源。目前，D2D采用的组播、单播和广播的技术方案，尚存在着很大的不足，未来，D2D的增强技术将是业界继续研究的方向。

2.5 超密集网络技术

近年来，各种电子设备、智能终端被广泛应用于移动通信领域，数据流量的使用量将会直线上升，尤其是在一些网络热点地区，局部网络的压力将越来越大，这就迫切需要超密集网络技术的运用和支持了。超密集网络将成为局部网络压力的主力军，它不仅能够改善网络覆盖，减少网络信号干扰，大大提升系统容量，而且还可以对通信业务进行分流，进行集中高效的频率复用和灵活的网络部署。

2.6 新型网络架构技术

现阶段，移动通信设备接入网架构大都采用的是网络扁平化架构，未来5G移动通讯网络可能会采用绿色无线接入网架构，即C-RAN接入网架构，这种新型网络架构采用协同技术，大大减少了信号干扰和设备功耗，并显著提升了频谱效率。目前，C-RAN技术的研究重点内容包括C-RAN的架构和功能等几个方面。

3 结束语

5G移动通信网络是目前移动通信领域的一个重要研究方向，各国正逐渐加大对5G通信技术的研究和投入力度。预计在2020年，实现5G技术的广泛应用，5G的发展形势一片大好。

参考文献：

[1]蔡跃明.现代移动通信（第二版）[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2]高健.移动通信技术（第二版）[M].北京：机械工业出版社，2012.

[3]余莉，张治中.第五代移动通讯网络系架构机器关键技术[J].重庆邮电大学学报，2016.

作者简介：史昊臻（1998-），女，山东菏泽人，学士在读，主要从事于通信相关的专业研究。