5G网络技术及其发展分析

摘要：随着互联网的普及，移动互联网中所接入的设备规模逐渐扩大，移动数据需求量骤增，当前应用的移动通信系统难以满足大规模用网需求，在此背景下，5G技术应用而生。5G技术是对4G、3G、2G系统的延伸，是一种新型的蜂窝移动通信技术，具有传输速率高、延迟低、能源节约、成本降低、系统容量大的优势，可以支撑大规模设备的连入，不仅能够提供手机用网服务，还能作为家庭及办公网络的提供者。文章阐释了5G网络技术研究现状，并探究5G网络技术在无线网络系统中的应用。

关键词：5G网络技术;发展;无线通信系统

中图分类号：TN929.5   文献标识码：A   文章编号：1672-9129（2020）12-0023-01

1 5G网络技术研究现状

1.1高频段传输技术。5G网络最为明显的优势为数据传输速率与密度的提升。5G网络利用高频段传输技术，改变传统移动通信网络系统频波段不超过3GHz的问题，在利用特殊材料制成的天线支撑下，5G网络传输效率可提高10倍以上，有效满足当前移动终端用户大规模流量及频率需求，并可避免频谱资源的浪费。在5G网络技术研究过程中，利用高频段传输技术主要在于集中数据，是指在统一的网络系统只能够进行传输，可保障数据传输的精准性、高效性。同时当5G网络出现问题时，可以通过增加天线数量改善数据传输的效果，因此高频段传输技术时5G网络传输更为灵活。

1.2自组织网络技术。在传统的移动通信网络中，通常依靠人工方式对网络进行部署和维护，会耗费大量的人力、物力、资金。由于5G网络覆盖面更加广泛，网络节点显著增加，网络部署及维护难度更大，因此，自组织网络，即智能化、自动化规划、自配、自愈网络将成为5G网络中必不可少的关键技术。自组织网络技术具有成本低、安装简单的优势，可显著减少5G网络部署及运维工作量，以提高5G网络系统整体的质量与性能。

1.3  D2D通信技术。D2D通信技术，即设备到设备通信，在万物互联的新时代，D2D通信技术能够实现数据在终端之间直接进行传输，省去由基站至终端转发的环节，而相关的控制信令仍由蜂窝网络负责。蜂窝网络引入D2D通信，可以减轻基站负担，降低端到端的传输时延，提升频谱效率，降低终端发射功率。当无线通信基础设施损坏，或者在无线网络的覆盖盲区，终端可借助D2D实现端到端通信甚至接入蜂窝网络。在5G网络中，既可以在授权频段部署D2D通信，也可在非授权频段部署。

2 5G网络技术在无线通信系统中的发展

2.1基于5G网络技术的无线通信系统结构。为了实现系统的安全功能与接入控制，在原有电路交换方式的基础上加设服务支持及网关支持两个节点。基于5G网络技术的无线通信系统终端接口可以获得客户系统的数据，经分析后了解数据传输的需求，再对数据进行分组，一方面可由5G网络技术终端将分组数据发送至全球移动通信系统基站，另一方面可由5G网络技术骨干网发送至服务支持网络节点，再由管理系统发动至另一5G网络技术终端。

2.2基于5G网络技术的无线通信系统硬件。5G无线通信具有数据传输时间短、覆盖面广、多用户服务、兼容性强、能耗低的特点，因此可将5G网络技术嵌入无线通信系统硬件结构中，同时硬件结构中还需要包含基于TCP/IP协议的MCS51单片机、SIM卡座、外部接口、数据存储器等模块。单片机用于控制5G网络技术模块收发信息，数据终端设备与数据通信设备之间以RS-232标准接口串接，用于数据的传输。

基于5G网络技术的无线通信系统数据存储器模块有多个存储单元，具有大规模存储信息及指令的优势。在集成电路中，存储器能够将每一存储单元的二进制数据转化为地址码，形成没有实物的功能电路。MCS51单片机结构先进、功能强大，集成了随机存储器、定时器等功能，更为可靠。

基于5G网络技术的无线通信系统硬件结构模块能够为用户提供更为便捷、安全、高效、存储空间大的数据管理服务。

2.3基于5G网络技术的无线通信系统软件。首先，有效分割硬件系统中的模块结构层次与数据结构，模块初始化过程中，对每一子模块进行规范化处理，继而实现软件程序的控制;当数据结构对数据进行记录、存储时，处理数据关联程度，能够提高数据的存储效率。

其次，无线通信服务端中的数据链路层主要负责主控模块以相应格式，传送到命令层并进行处理，数据链路层可以有效控制數据碰撞，在执行命令处理流程中以地址顺序和查询驱动状态为基础，通过控制数据处理模块，使模块指令相同，待数据处理完毕后，再进行扫描。

针对无线通信系统软件部分的设计主要为优化无线通信控制与服务功能，能够提高系统整体的灵活性。

结语：  当前我国5G网络技术研究已趋向成熟，其在物联网、医疗、电力等领域具有广泛的应用前景。高频段传输技术、自组织网络技术以及D2D通信技术扩充了5G网络容量，扩大网络覆盖面，提升5G网络系统数据传输速率，是5G网络中的关键技术。未来5G网络将实现智能化、综合化、多元化发展，因此需要基于5G网络技术重新规划并设计无线通信系统，保证未来5G网络支持1000倍流量的增长。

参考文献：

[1]刘波，薛洁.5G通信的应用以及未来发展探讨[J].数字通信世界，2020（06）：164-165.

[2]谢振.5G移动通信技术及发展趋势研究[J].数字通信世界，2020（05）：68+153.

[3]张昆.5G网络技术发展趋势研究[J].中国新通信，2020，22（02）：33.

作者简介：冯雪丽（1983-3-），女，汉族，山东淄博人，硕士学历，山东水利技师学院讲师，研究方向：计算机网络技术。