5G移动通信网络关键技术浅析

5G移动通信网络关键技术浅析

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摘要:5G网络通信技术在4G网络高带宽基础上,进一步增大带宽、降低时延,同时赋予更多的技术优势,使5G网络通信技术的综合性、应用性以及系统性都得到有效的提高。为了满足现如今用户的需求,各大运营商都致力于网络技术演进研发,不断改进网络技术,为广大客户提供更优质的通信网络服务。研发、推广5G移动通信网络技术可有效提升移动通信效率及质量,提升信息传输速度及广度,推动信息产业整体进步,推动信息技术创新发展,促进社会整体效率提升。本文基于5G移动通信网络关键技术展开论述。

关键词:5G;移动通信网络;关键技术

引言

科学技术的率先突破是提高核心竞争力的制高点,我国要想成为综合国力一流的国家,务必要提高自身的科学技术实力,使中国成为主要的科学中心和创新高地。在当前的情况下,科学技术越来越影响着国家的命运,进行5G移动通信网络建设,应当将5G关键技术应用于移动网络规划,同时与城市规划充分地结合起来,设计出更加合理的建设布局方案;努力做好5G网络规划与道路规划、城乡土地规划等各个方面的良好衔接,对空间资源建设的要求进行细化,旨在使社会的综合效益得到提升。因此,投入更多的时间和精力去对5G移动通信网络关键技术进行研究具有十分重要的现实意义。

1、5G移动通信网络概念

在近几年的发展过程中,移动通信网络的需求量在逐年增加,运营商为了满足群众对移动通信网络的需求,正在对5G移动通信网络技术进行研究,并且预计5G移动通信网络在2020年会正式商用。相比较于现今正在使用的4G通信网络技术,5G移动通信网络技术更具有优势,其不仅具有资源利用率高、传输速率快的特点,同时也具有频谱利用率高的特点。在网络层面主要表现在以下几个特性:1、大带宽,5G网络的速率至少是4G网络10倍以上;2、低时延,通过无线接入层及端到端等关键技术应用,5G网络端到端时延可以达到毫秒级;3、广连接,4G时代基本解决了人人互联的问题,5G要解决万物互联问题。5G移动通信技术网络在未来的发展过程中,将会向着智能化、自动化以及全面化的方向不断发展[1]。

2、5G网络的关键技术

2.1.多天线技术

在5G移动通信网络系统设计中,通常采用频谱效率技术,在无线网络的基础上,采用大规模多天线技术进行设计和应用,引入波束赋形技术,让能量极小的波束集中在小块区域,极大降低信号之间的干扰,提高无线信号信道质量。在无线通信的诸多应用中,多载波技术和MIMO技术的应用十分广泛,处理雷达信号,在不插入循环或正交的前提下,能够设置各个载波之间的宽带,确保雷达信号传输的灵活性,进而对一些小零件进行控制。MIMO技术的优势显著,能够增强一些空间中的分辨率,并及时把握其中的维度,满足不同用户在同一个时间点进行通信的需求;大大增强无线网络干扰控制能力,提升频谱利用率和通信效率。

2.2.D2D技术

D2D技术是英文Device-to-Device的简称,是基于无线网络系统的终端之间近距离数据直接传输技术。D2D技术能够使终端与终端之间直接进行数据等业务传输通信,而相关的控制信令,则仍由无线网络负责控制,从而大幅降低网络整体负荷,在大规模终端的应用中有着无以伦比的优势[2]。随着万物互联时代的到来,提升无线通信性能、提升网络容量显得越来越紧迫,D2D技术将得以有效应用。就当前情况来看,D2D技术已成为5G移动通信网络最为关键的技术之一,其发展前景非常广,相信这项技术在未来的万物互联时代必定能够发挥更大的作用。

2.3.同时同频全双工技术

同时同频全双工技术指的是无线通信设备时间、频率均相同,且可同时发射、接收无线信号,从而实现提升无线通信信道的频谱利用率,有效减小信令开销、降低端到端传输时延。全双工技术因收发无线信号同时进行,收发信号无线功率的巨大差异,发射信号会对接收信号产生强烈干扰。因此在实际工作中实现同时同频全双工技术也较为困难,其难点主要在于如何有效抑制和消除同频之间因功率差异产生的强烈干扰。

2.4.多址接入技术

这项技术是每一代移动通信系统中的关键技术,将其合理的应用到4G中则是能够很好的增加移动通信系统容量,并且消除信号干扰。而在5G中,为了更好的提升系统频谱效率,降低时延,具体可以合理的应用OFDMA,同时还需要搭配MUSA、SCMA、NOMA等新型的多址技术。其中的MUSA比较适合免调度多用户共享接入,有助于“万物互联”这一要求的实现;而SCMA则是直接将签名和QAM调制传输过程转变成为特定的多维码字,之后再通过稀疏的方式合理的进行传播,其最为主要的目的还是提升系统的过载率。NOMA这种新型的多址技术主要就是通过增加接收端的复杂程度当代价来提升频谱利用率,其一方面会在用户接收端通过相关技术检测多用户,而另一方面又会在发送端应用功率复用技术,这项技术会随着设备计算能力不断的提升而显得愈发的可行。这几种技术都各有优缺点,如果能够真正的落实到5G移动通信系统中,那必定能够促使无线接入技术进入一个全新的高度。

2.5.自组织网络技术

自组织网络技术指的是网络智能化技术,随着我国科技的不断发展,自组织网络技术也将更为完善。5G移动通信系统引入网络自组织能力,其主要表现为:自优化、自愈合等方面。自组织网络技术可促使网络自动进行规划、维护、优化等方面的操作,进而减少人工操作程度、降低工作人员工作量。因而,在5G移动通信系统中使用自组织网络技术可有效减少移动网络通信中的工作程序,减少人力资源成本及运行成本,提高移动运营商经济效益。

3、5G移动通信网络未来发展趋势

4G移动通信网络的普遍应用,促使现代人们更加注重信息技术在工作生活中的应用和帮助。对此5G移动通信网络的研究速度加快,基于4G通讯技术,优化网络技术与传输技术,并有效应用。在5G通信网络中,在保证信号传输稳定性的同时进一步扩大无线范围,进而提高移动用户的满意程度。智能化技术与5G网络的有效融合,促使5G移动通讯网络更具有灵活性,通过优化自身配置,进一步降低通讯成本,提高资源利用率。由此来看,5G通讯网络未来的发展趋势更趋向于智能化,为此通过对5G通讯网络关键技术的研究分析,提出更具有专业性的解决方案,才能保证5G通讯网络真正应用在万物互联时代,进一步实现最大效能。5G移动技术不止应用在通讯网络中,同时能应用在社会生产生活中,与现在生活、工业互联等有效结合,促进社会整体效率提升。

结束语

本文主要从5G网络3大特性入手,对与之相关的几个典型关键技术进行简述,并未涉及信道编码、网络结构、低功耗、多场景建模、网络安全等诸多方面的5G关键技术,这是本文不足之处。近几年,我国互联网技术得到了高速发展和普遍应用,在通信网络技术领域实现了弯道超车,走入世界一流领域。对于移动通信技术也必然需要不断的创新改进。在可预见的未来,5G移动通信网络技术将占据移动通信网络的主导地位,全面进入万物互联时代。因此相关人员必须要针对5G移动通信网络关键技术进行深入的研究分析,从而促进5G移动通信网络技术与同步的信息需求良性互动,共同发展,推动我国社会主义现代化建设进入新的领域。

参考文献:

[1]张桂萍.5G移动通信网络关键技术应用[J].数字通信世界,2019(03):210.

[2]陈实秋.5G移动通信发展趋势及关键技术探究[J].数字通信世界,2019(03):43.

[3]王立.基于5G移动通信网络的绿色通信关键技术研究[J].电子世界,2018(24):164+166.

[4]张然.5G移动通信网络关键技术研究[J].信息与电脑(理论版),2018(23):168-169.

[5]朱蓓.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].智能建筑与智慧城市,2018(11):85-86.

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