5G移动通信网络关键技术

韩煦

【摘要】伴随市场经济的繁荣发展，通信技术日趋完善化与成熟化。移动通信用户数量不断扩张，同时用户对移动通信网络品质的标准要求也随之提高。对此，本文介绍了5G移动通信网络的核心内涵、基本特点以及关键技术，旨在提升5G移动通信网络品质，满足生产生活的基本需求。

【关键词】5G移动通信网络;核心内涵;关键技术;

在过去的40年时间，移动通信得到了质的飞跃，这为我们的工作、生活带来了诸多便利。不过这并不是移动通信的重点。现阶段，我国在现有4G网络通信的基础上，实现了5G网络的构建和落实，并将移动通信推向一个新的时代。下文就将对5G移动通信网络的关键技术进行分析和阐述。

1. 5G移动通信网络的核心内涵

迄今为止，各国尚未统一5G移动通信网络的基本概念，也未统一5G移动通信网络的标准规范。如何将各类多元化科技手段融合到5G移动通信网络中，是各个国家致力探究的新时代课题。从某种角度来说，5G移动通信技术是4G移动通信技术的升级改造产物。与4G移动通信技术相比，5G移动通信技术的数据传输速度更快，传输稳定性更强。再者，5G移动通信技术可以深度挖掘各类多样化的数据资源，优化资源配置，增大数据资源利用率，而这也是4G移动通信技术所无法企及的。5G移动通信技术除信号抗干扰能力和数据传输稳定性优于4G移动通信技术以外，在高科技应用方面也体现出明显的优势。纵观2G移动通信技术与3G移动通信技术的发展现状，5G移动通信技术预计在2020年正式投入使用。如果5G移动通信技术如约而至，将会成为世界移动网络技术发展历程中的里程碑。

2. 5G移动通信网络的特点

我国移动通信网络的发展经历了2G、3G、4G这三个阶段，最开始的2G网络只是进行电话交流，信号稳定性不高，而4G与3G移动通信技术相比，传输与下载速度得到了提升，5G时代的到来，不仅传输及下载速度得到改进，相应的网络信号稳定性也得到了加强，更好的满足了人们生活、工作的需求。在对5G移动通信网络研究中发现，其具有的特点有：

2.1 坚持人性化设计理念，为用户提供更多优质体验

5G移动通信网络在设计中更加注重人们的体验感受，不仅传输速度有所加快，信号稳定性也不断增强，这是3G、4G移动通信网络不可比拟的，同时在同一区域内，信号连接能力也有所增强，免受以往使用中连接断开、连接不上等问题的影响，扩展移动通信网络的覆盖面积，加强使用效果。

2.2 能耗较低

在低耗环保理念的应用下，5G移动通信网络在研究中加强了对能耗问题的解决，主要体现在移动设备电池能耗的改进上。众所周知，随着职能技术的完善，智能手机、智能手表、智能手环等产品也在逐渐增加，智能手机结构简单，电池耗能处理效率较高，不过由于智能手环与智能手表体型较小，在电池耗能处理上存在一定难度，而通过5G技术的应用可解决这一问题，在保证连接信号质量的基础上，降低设备耗能。

2.3 热点高容量

热点高容量是5G移动通信网络未来研究的主要方向，这一特征的强化可改善4G移动通信网络中存在的流量过大、传输速度慢的情况，即使在人员密集区域，5G也能实现流量平均分配，避免传输卡顿或滞后等现象的产生。

3. 5G移动通信网络关键技术

3.1 无线传输技术

无线传输技术共分为三种：

3.1.1 大规模MIMO技术

大规模MIMO技术是将大型天线系统融入到5G技术中的一种集成措施，其可将大型天线系统中的多条天线予以连接，以此保证信号传输质量，降低建设成本，减少能耗。可以说大规模MIMO技术是5G移动通信网络建设中的核心技术，实现了多地区和多天线信息传输，增强了信息传输和下载的稳定性、高效性。不過在大规模MIMO技术使用中，还应结合区域5G建设的基本要求，对所需配套设施实行合理调配，注重设施的齐全性，促进建设工作的顺利开展。在完善这一技术时，要对技术的优化点予以考虑，在具体工作中，将该一技术和5G通信网络有机联系在一起，最重要的一点就是天线数量。天线作为信息传输的重要媒介，要想提高5G建设水平，就应改进信息传输效率，而提高信息传输效率则需要改进天线的配置和设置质量，适当增加天线数量，并根据现场实际特征进行天线配置方式的合理选择，以促进天线的连接，加快信息接收和传输速度。

在天线配置中，还需要注意的内容有：以往天线配置时采用的都是单一的集中散落分布模式，这种模式并不适用于5G移动通信网络建设，应在该方式的基础上融合其他配置方式来加强天线布设效果，减少问题的产生。通过混合配置方式的应用，移动设备对空间资源利用率会明显增大，并降低发射率，在有信号干扰的情况下，这一技术能够将其予以屏蔽，保证自身不受影响。

3.1.2 正交频分复用技术

正交频分复用技术也是5G通信网络中较为关键的技术类型，其具有抗多径效率和频谱效率高的特征。不过现阶段该技术还处于初期研究试用阶段，为充分发挥其特性，还需对循环前缀进行深入探索和分析。不过该技术在使用中自身的抗信号干扰能力不强，所以在应用上需要利用载波器设备，来增强信号对干扰的抵抗能力，且通过完善其他硬件设施的性能来提高信号抗干扰能力，保证信息传输速率。

3.1.3 全双工技术

全双工技术并不属于新型技术，其在4G移动通信网络建设时就已存在，不过由于4G移动通信网络存在信号接收、传输不稳定的情况，该技术自身优势得不到充分发挥，并未得到广泛运用。不过随着5G时代的到来，全双工技术被作为关键技术，应用到5G移动通信网络建设中。全双工技术在5G中的应用，改善了网络抗干扰性能，增强信息数据传输和接受的稳定性、高效性。该技术在应用过程中，通过与发射和接收端的连接，有效发挥自身干扰低效技术的优势，将两个端口中存在的影响因素予以剔除，改进信息数据的质量，且在使用抗干扰技术的过程中，还不会对信号功率带来影响，以免信号功率差，有效改善5G的整体性能。

3.2 无线网络技术

无线网络技术可分为超密集异构网络技术和自组织网络技术这两种。

3.2.1 超密集异构网络技术

超密集异构网络技术的应用实现了信息数据边存储、边传输的功能，且在存储过程中不会对信息传递速率带来影响，确保5G传输信号的稳定性。同时该技术在使用过程中，可对网络终端间距、传输距离等实行调整，确保其满足网络运行的标准要求。不过该技术在使用过程中会产生自干扰问题，所以在应用时，要以结构节点为切入点，将节点距离进行调整，优化结构形状，使其向异型结构转变，这样便于抗干扰能力的增强。另外，由于空间的变化，这一技术的优势也会受到影响，所以务必确保该项技术的环境适应能力达到最强。

3.2.2 自组织网络技术

自组织网络技术是在智能化技术发展下衍生出来的，且会随着通信技术水平的优化，应用性也会逐渐加强。该技术一般被应用在移动通信网络的优化及恢复处理中，有效提升网络自动恢复水平，实现网络结构的优化和调整，进而改进网络运营质量，促进网络技术的进一步发展。同时，由于自组织网络技术自身的自动化和智能化水平较高，所以在使用中，可对网络存在的故障问题实行自动检测和分析，且將其上报给核心系统，便于工作人员及时了解故障问题，展开维修和养护工作，确保通信网络的运行质量。此外，通过自组织网络技术的应用，网络运行的可靠性会更高。在5G移动通信网络中，这一技术的应用，能够将智能化的特点全面的体现出来。

3.3 其他关键技术

3.3.1 毫米波通信技术

毫米波通信技术是利用微波和光波技术，实现高频和低频变化控制的一种新型技术种类。不过该技术在5G移动通信网络中的应用频率相对较低，这主要是由于人们对于波频资源控制的重视度不高，要想发挥该技术在5G通信网络中的作用和优势，就需要加大毫米波资源的利用率。在传输信息时，波长也是有规定的，若信息传输频率增大，就要将波长增加。尽管5G通信网络技术利用天数数量的变化使这一目标得以实现，但还是需要从根源入手，将波长予以改进，使传输速率得到增大。在使用中，可将该技术与大规模MIMO技术融合应用，以改善5G通信网络建设水平，优化其使用性能。

3.3.2 D2D通信技术

D2D通信技术具备能源损耗量小、传输距离远、平稳性高等特征，在使用中促进了设备与蜂窝网络数据的连接，提高信息传输效率，满足用户对移动通信网络的要求。这一技术与其它传输设备比较，其传输速率时延性低，与WIFI比较，其功耗小。该一技术在5G时代的作用是非常重要的。

4. 5G未来应用及发展趋势

5G移动通信技术将成为我国未来发展的主流趋势，这不仅改变了传统移动通信的方式，也增大了智能设备的使用率，强化网络连接效果，为我国经济发展及人们生活质量的提升奠定坚实基础。

在未来的发展中，5G移动通信技术将满足与万物互联的需求、智能交互需求、生活云端化需求。在万物互联下，智能家居将得到显著发展，这不仅能改善人们的生活质量，增强生活便利性，也可减少生活中危险事故的发生，维护人们的生命财产安全。

另外，万物互联也可降低能源的损耗。在智能交互下，5G移动通信网络的数据处理效率及数据吞吐量将会得到显著提升，进而实现数据、人机间的交互效率，保证数据传递质量。智能交互的应用范围较广，门锁、电器、穿戴设备、建筑桥梁以及汽车等均能够联网。在生活云端化的背景下，人们可利用5G网络随时进行4K和8K的视频播放，且不会存在卡顿等问题，满足人们的各项需求。同时生活云端化也改变了人们的生活、生产方式，增强其便利性、便捷性。再者，通过云盘代替原有的移动硬盘，可高效实行信息数据的存储和管理，实现大文件的快速传输。

综上所述，5G移动通信网络的建设和发展，不仅是我国通信技术的一大进步，同时也是改变我国社会发展模式的关键要素，这对于我国经济及技术发展有着很好的推动作用，能够加快我国进入通信网络新时代的脚步。

参考文献：

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