5G移动通信技术分析

李晋

（山西信息规划设计院有限公司 山西省太原市 030000）

现阶段，我国已经步入了信息化、网络化、数字化时代，各种移动智能设备得到了广泛应用，在这样的背景下，移动通讯技术的发展水平也不断提升。4G 技术是大部分人所熟知的，其在通讯领域得到了大范围应用，但伴随人们在通信方面需求的进一步提升，5G 技术逐渐走入大众的视野，和传统4G 技术相比，5G 通信技术具有更强的适应性，能更好地满足移动网络用户即时通信的需求，为用户带来更为便捷、高效的使用体验。

1 5G移动通信的概述

1.1 5G移动通信的定义

5G 移动通信指的就是依托毫米波技术，将其作为一种低频短距离接入技术，频率保持在30～60GHz 之间，通过短距离接入模式扩大频率的范围，进而为用户提供更多的方便。高阶MIMO 技术一般是利用较为高级的天线列阵，该技术对于高密度移动用户而言比较适用。D2D 设备终端和基站之间进行通信连接，可充分利用链路网络的灵敏度，提高网络运行的高效性与安全性，与此同时，在连接灵敏度上也要高出许多。SND 一般是借助中心控制器对相关软件加以控制，抽出路由器的部分控制设备，可强化对网络系统的控制，确保控制的灵敏性，实现对控制流程的进一步优化。5G 网络的虚拟功能可使虚拟网络硬件支持软件的运行，避免网络过度损耗，进而有效提升网络资源的应用效率，拓展系统内存，使网络信号变好，避免外部信号的干扰。另外，同频操作模式可根据网络磁谱存在的不同，对其信号进行及时接收和发送，从而在很大程度上提升网络接收的效率。传统的FDD 与TDD 在进行信号接收的时候，往往只能对信号进行单独接收与发射，而5G 技术则能把网络资源划分给各类不同的用户，并在同一时间进行资源的接收。

1.2 5G移动通信的特点

1.2.1 信息传输效率较高

在数据与信息传输速率方面，5G 通信技术要远远高于4G 通信网络，站在理论层面上来看，由于具备连续的广域覆盖以及高移动性条件，5G 移动通信的最高传输速度可达到10Gbit/s，这就消除了以往信息传输滞后的弊端，相较于4G 技术而言，5G 移动通讯技术的网络峰值能放大约10～100 倍。

1.2.2 技术系统较强

以往的点对点的数据传输模式往往无法满足广大用户对网络资源与信息的需求，5G 通信技术的诞生则有效解决了这一问题，其顺利实现了多点、多面的数据传输目标，有效满足了人们在网络流量上提出的需求。在当今可持续发展、绿色发展的政策背景下，5G网络相较于4G 网络而言更有助于节省资源，从而促进绿色、可持续发展目标的实现。

1.2.3 运行能耗成本较低

从经济价值上来看，与当前应用较为广泛的4G 网络相比，5G通信技术由于整体能耗较低，在能耗条件一致的前提下，往往能达到更高的数据信息传输效率，这就充分突显出5G 通信在节约能源成本上所具备的优势，提升了其经济价值。

1.2.4 设计理念较为先进

5G 移动通信的设计理念与以往通信系统设计理念存在较大的不同，大面积覆盖且兼顾室内的通讯体系是传统设计理念所追求的，而5G 移动通讯在设计理念上则强调优化室内通讯系统，这一设计理念不但能在很大程度上提升室内通讯网络的综合覆盖率，同时还能提高室内业务的整体支撑效果。

1.2.5 资源利用率较高

5G 移动通信可对高频频谱资源进行高效开发与利用，从而大大提升无线电波通讯的安全性与穿透性。有了5 通信技术作为依托，再融合有线宽带、无线宽带以及光缆技术等，可大大提高5G 移动通信资源的综合利用率。5G 移动通信技术本身就表现出链路数量较多、支撑规模较大等多方面的特点，在短距离以内，可同时开展100 万次的网络通信工作，进而有效满足我国现阶段网络用户的多样化需求。例如，可在通信过程中实现对信息的快速传输或中断。

1.3 5G移动通信发展的意义

在时代不断进步与发展的背景下，我们必须在移动通信技术研究上树立现代化、先进性的思想，了解5G 移动通信发展的主要意义，大力推广5G 移动通信的应用，提高各方面基础设施的性能，从而为不同行业的发展提供指导与帮助。由于5G 通信属于一种全新的发展模式，其对技术和网络都提出了较高的要求，不仅如此，5G 移动通信还把以往通信过程中存在的问题进行了有效解决，尤其是借助现代化设备与科学技术改善了诸多遗留问题，这就有效促进了移动行业的发展，为我国社会经济实力的壮大奠定了坚实的基础。

2 5G移动通信技术分析

2.1 多天线技术

5G 网络在建设过程中不仅要考虑到传输质量、资源利用、效率等方面的问题，同时还必须确保网络能始终处于安全平稳的运行状态。通过多天线技术可增加通信天线的数量，获得较好的空间分辨率，在提升数据传输质量的基础上，保证系统运行始终处在稳定的状态。例如，在LTE 系统之中，常规技术一般只配备四根天线进行通信信号的接收与发射，而引入多天线技术以后，则可配备八根天线，这样就能为通信的稳定提供坚实的保障。设计多天线系统，基站可配备上百根天线，确保各类用户的通信需求得到最大化满足，通过布设列阵的模式进行系统天线的筒体配置，可使空间资源得到有效节约，进而满足5G 通信基站灵活性、多方位部署的需求。当前，我国5G 技术的2D 形式多天线正逐渐朝着3D 形式发展，在利用游园技术增设天线的时候，必须保证天线的数量在128 根以内，这样才不会发生相互干扰的现象。通过对波束范围进行有效控制，可最大化降低信号干扰程度，进而实现对设备基站功率有效提升的目标。

2.2 自组网技术

随着5G 网络覆盖面的逐渐增大，其所需投入的运维成本也逐渐增大，总运维成本将占到建设成本的70%，这就对技术应用范围的进一步扩大造成了阻碍。利用自组网技术进行5G 网络的部署，可有效控制资源成本，避免因人为失误造成问题，确保5G 网络得到更好地建设。同时，依托自组网技术优化5G 网络组织结构，还能使复杂的网络节点布设问题得到有效解决，实现提升系统自配效率的目标，避免系统给邻区造成过大的干扰。在开展移动通信业务的过程中，必须根据用户的实际情况对网络设置进行优化调整，从而提升通信质量。利用自组网技术完成双链接优化目标的选择，在硬件平台相同的条件下融合软基站，可实现网络架构的科学合理调整。另外，借助超密集异构网络技术，还可实现对相关业务的精准分流，从而进一步缩短站点距离，在增加用户数量的基础上实现对网络系统的高质量部署。针对异构组网中存在的较为复杂的问题，通过引入自组网技术可实现对这些问题的顺利解决，进而在满足用户各方面需要的基础上，实现对网络运营成本的有效降低。

2.3 全双工技术

通过全双工技术，可使5G 移动通信系统对频谱进行灵活运用，从而提高频谱的有效利用率。在5G 网络系统中，通过终端实现对信号的发射，很容易致使信号接收设备的运行受到直接影响，在引入同时同频全双工技术以后，则可实现对传统频谱技术的有效改造，消除信号接收与发射之间的相互干扰，进而保证数据信息的传输效果。借助全双工模式对同一个物理信道上的不同信号进行同时接收，可顺利实现频率的高效化利用，进而确保信号发射和同频信息的接收同步开展，有效解决双工节点干扰问题，实现网络性能的进一步提升。在未来网络用户数量大量增长的情况下，服务器可能长时间处在高负载的状态下，通过全双工技术的应用，可提升网络的响应速度，进而保证整个通信过程的可靠性。

2.4 多载波技术

多载波技术是5G 通信技术中至关重要的组成部分，该技术的引入可进一步降低系统的复杂程度，并通过对信号抗多径衰落的提升，使通信效果得到有效改善。以往所采用的子载波技术，由于不同子载波具有相同的带宽，整个通信期间必须确保子载波的同步性，处于正交状态之下，这就很容易致使系统的灵活性显著降低。借助多载波技术不需要开展循环前缀设置工作，也不需要保持正交状态。通过运用由若干个滤波器组成的滤波器组，可保证多载波系统始终处于低频谱应用率上，并提供较高峰值，实现在同频中的并行应用。

2.5 高级调制编码技术

随着无线资源变得越发紧张，为了确保通信资源的高效化利用，实现高质量、高频率的无线传输，就必须运用高频谱效率的调制编码技术。5G 高级调制编码技术是以4G 技术为依托的，它能提升评估的综合效率，改变干扰的统计分布，实现对干扰信号的有效控制。另外，专业技术人员可通过多输入和多输出技术来对5G 移动通信进行优化，并根据具体情况确定天线的数量，确保5G 移动通信能满足相关存储容量的要求，进而为信息的有效传输奠定基础。

3 5G移动通信技术的发展趋势

3.1 智能化运营管理

5G 网络对智能化运营管理水平的要求相对较高，要实现5G 网络的大范围推广和应用，就必须全方位提高5G 网络对技术环境的感知水平以及应对能力，通过对移动数据网络设施所处的具体位置、移动数据终端设备的运行情况、用户使用习惯等进行智能预测，不断优化信息传输模式和信号检测方式，实现系统工作程序制定的全面智能控制。根据现阶段我国科学技术的发展情况和未来科技发展趋向，5G 技术在未来智能电网架构中的应用将发挥出无可替代的作用。5G 技术不仅能为智能供电的优化、电力故障问题的分析和解决服务，同时还能有效节省电力企业的运营成本，这对电力企业及其广大用户来说都是大有好处的。

3.2 性能优化发展

截止到2020年，移动网络容量进一步扩大，在5G 移动通信网络建设上也提出了更高的要求，根据这一发展态势，5G 技术需在资源传输、频谱利用等多方面实现性能的改进与优化，从而全方位提升网络整体性能。5G 技术的应用意味着市场主流将逐渐被大流量业务所取代，从而不断提升资源传输效率、减少用户等待时间，确保用户的实际需求得到有效满足。要保证数据传输的安全性与完整性，就必须加强对5G 技术的自我调整，充分发挥出自调节、自感知等功能，让网络系统始终保持稳定、持续运行的状态，从而获得更加可靠、稳定的5G 通信服务。在服务细节上，应注重对不同用户通信特点的掌控，通过编制科学可行的通信解决方案，为通信质量提供保障，使有限的资源得到最大化利用。站在移动通信整体架构建设的层面来看，还必须强化多用户、多点协作组网，从而提高系统实际应用价值。

3.3 新领域应用

伴随5G 技术的进一步改进和优化，其应用领域也将变得更加广泛，除了在传统通信传输领域的应用以外，该技术还可被用于教育、医疗等其它新行业、新领域中。例如，去年，我国某医院一位资深的外科医师就以5G 技术为依托开展了一例远程外科手术，该技术的引入为远程手术的有效开展提供了有利条件。在不久的将来，5G 技术在工业生产、医疗等新领域的应用范围将越来越广、应用效果也将进一步提升。

4 结语

综上所述，5G 移动通信技术具有信息传输效率高、运输能耗成本低、设计理念先进等多方面的特点，该技术的诞生主要依赖于多天线技术、自组网技术、多载波技术、全双工技术等现代化先进技术，当前，5G 移动通信技术正朝着智能化运营管理、性能优化发展等方向发展，不仅如此，其应用范围也逐渐朝着新领域延伸，该技术必将成为我国未来社会中不可或缺的一项重要技术。