5G移動通信網絡技術發展趨勢

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［摘要］在信息技術與科學技術高速發展的背景下，5g移動通信網絡技術已經成為社會各界高度關注的話題。5G相比于4G、3G通信網絡技術，其移動通信速率有了質的提升，是移動通信技術中取得的重大突破。5G技術不僅關系著人民群眾的生產生活，還關系到國家的信息安全，具有重要的戰略意義。本文對5G通信網絡技術以及未來發展趨勢進行了深入的研究與分析，希望可以起到一定的參考作用，促進我國5G移動通信網絡技術的發展。

［關鍵詞］5G；關鍵技術；發展趨勢

隨著人們生活水平的不斷提高和網絡的普及，人們對網絡的速率要求也在不斷提高，4G移動通信網絡技術的速率已經很難滿足當前人們對網絡的需求。5G移動通信網絡技術是時展的產物，也是未來移動通信網絡發展的必然趨勢。5G的通信速率有了質的飛躍，突破了許多4G技術的限制，5G在移動端的應用已經成為主要的方向。5G中的核心技術是各個國家都在爭相研究的主要內容，其對于國家的通信技術發展和國家信息安全都有著重要的作用。

15G的核心特征

“5G”是第五代移動通信技術的簡稱，是當前最新一代的蜂窩移動通信技術，是4G、3G、2G移動通信技術的拓展和延伸，各個方面的性能都有了很大的提升。5G具有數據速率高、延遲較低、節約能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接等優點。在2019年10月，我國移動、聯通、電信三大運營商都公布了5G商用套餐，這在我國5G技術發展過程中具有里程碑的意義。5G在用戶體驗功能上擁有更大的質量提升效果。5G最明顯的優勢就是信息數據的下載、傳輸速率更快，且融入了現代的虛擬現實技術和傳輸變通技術，使得5G各方面性能都得到了強化和提升。4G技術的信息輸送形式以點對點傳輸為主，雖然4G技術能夠支撐和滿足當前大部分移動網絡用戶的需求，但是隨著時代的發展，4G這種點對點的傳輸形式必將被5G所取代，通過5G的多點傳輸技術，提高移動通信網絡整體的傳輸速率。目前，世界范圍內的手機廠商基本都開通了5G移動通信網絡服務，以華為、蘋果、三星為代表的大型手機企業，在5G移動通信網絡市場中的競爭更加激烈。經過技術人員的測試和推算，5G理論上的最大傳輸速度可以達到10Gbps，即125GB/s，比電腦硬板、手機閃存的讀寫速度都要快［1］。

25G中的關鍵技術

5G作為未來移動通信網絡中最主要的技術，是國家要重點投入研究的領域，必須掌握其中的關鍵技術，才能夠保證我國的5G不會受制于人，對于國家發展具有重要的意義。以華為企業為例，華為一直以來都積極參與5G標準競爭，在世界范圍內的5G通信專利數量也處于領先的地位，日本運營商軟銀、法國運營商Orange以及美國等國家的運營商以華為存在網絡安全問題為由明確表示，不會再與華為合作5G相關的研發，可以看出5G移動通信網絡中關鍵技術對于一個國家的發展所具有的重要意義。下面就5G移動通信網絡中一些核心技術進行分析。

2.1互聯網技術

4G已經具有較高的速率和活動功能，但5G作為4G的升級版，在互聯網信息數據的傳輸速率上有著巨大的提升，在互聯網技術層面有著更高質量的綜合提升。傳輸技術復雜化和智能化是5G提升的重要表現。5G在發展過程中，有些技術人員表示在預期內的自組織網絡（Self-OrganizingNetwork，SON）技術無法起到穩定協同的作用。但是，經過我國5G移動通信網絡研發技術人員的不斷研究與試驗發現，對無限傳輸參數進行優化后可以使其整體出現自動愈合的狀態，從而使5G移動通信網絡也間接地改良宏站覆蓋區域中的低功率節點。所改良的這些節點可以在固定密度的狀態下形成穩定的連接網絡，從而形成了研究人員所定義的超密集異構網絡?；ヂ摼W技術是5G中的核心部分，只有實現了互聯網技術的創新與突破，才能夠升級5G，從而使5G獲得更好的發展。

2.2無限傳輸技術

無限傳輸技術是5G中的重要組成部分，當前我國的5G中無限傳輸技術主要可以分為兩類。2.2.1MIMO無限傳輸技術多進多出（MultipleInputMultipleOutput，MIMO）無限傳輸技術通過在發送端和接收端使用多根天線，在收發之間構成多個信道，可以極大提高信道容量。MIMO具有極高的頻譜利用效率,在對現有頻譜資源充分利用的基礎上通過利用空間資源來獲取可靠性與有效性兩方面增益，其代價是增加了發送端與接收端的處理復雜度。MIMO無限傳輸技術可以在同一個頻率內為不同的信息接收對象提供支持，并降低信息傳遞過程中所受到的干擾，提高傳輸效率。大規模MIMO技術采用大量天線來服務數量相對較少的用戶,可以有效提高頻譜效率。2.2.2全雙工技術全雙工技術在我國運營商的雙向通信范圍內應用，與4G相比，在理論上全雙工技術具有絕對的優勢。4G只能夠在同一頻率上以固定的形式進行信號發射，所配備的網絡接收站會受到許多影響，整體的信息傳輸速率較低。全雙工技術的實裝和應用能夠使5G的傳輸速率得到進一步提升［2］。

2.3D2D技術

D2D（Device-to-Device）技術是5G的核心技術之一，D2D技術是解決終端設備和基站通信問題所應用的通信技術，能夠有效提高用戶通信網絡的質量，解決了4G中數據傳輸流量浪費情況嚴重的問題。D2D技術的研發目的是解決蜂窩數據連接問題，降低用戶之間的距離對信息傳輸速率的影響，進而提高用戶設備之間信息傳輸的速率。D2D的耗能較小，且通信距離較長，信號較為穩定，還具有很高的安全性，對于5G的發展具有重要的影響。

2.4超密集異構網絡技術

超密集異構網絡技術是基于超密集網絡技術上發展而來的新型技術，對于5G的發展起到了重要的推動作用。5G是未來通信技術主要的發展方向，人們對信息的需求量在不斷增加，近年來，移動數據流量的增長十分迅速，小區半徑參數減小、低功率節點數量也在不斷增加。超密集異構網絡技術可以實現對大規模節點的寫作，這正是5G所需要的技術，因此未來5G的研發人員要考慮到不規則形狀網、小區的邊界數量等問題，要積極引入網絡動態部署技術，提高5G移動通信網絡結構的整體質量和水平。

2.5自組織網絡技術

在5G移動通信網絡系統中，技術人員不僅要做好網絡部署工作，還應關注5G移動通信網絡的運行情況，保證5G移動通信網絡可以在最佳的狀態下運行。5G移動通信的網絡結構較為復雜，無線接入技術具有多樣性，不同網絡節點的覆蓋能力也有著很大的差別。因此，在自組織網絡技術的應用中，要有效解決5G中網絡部署和配置問題，使5G移動通信網絡能夠實現自我優化，再結合相關的技術，對5G移動通信網絡運行中的故障進行排查和分析，從而降低5G移動通信網絡的運行和維護成本，提高網絡故障的解決效率，為用戶提供更高質量的5G移動通信網絡服務［3］。

2.6毫米波通信技術

毫米波通信技術是微波高頻技術和光波低頻技術的延展性應用。在當前我國通信網絡發展中，投入使用的頻段資源較少，主要集中在6Hz以下。毫米波資源較為豐富，潛在的開發空間和利用空間較為廣闊，在實際開發與應用過程中，通過將毫米波與通用移動通信技術的長期演進（LongTermEvolution，LTE）和緊急需求指示器（UrgencyofNeedDesignator，UND）進行重疊，能夠充分發揮出毫米波的技術優勢，并采用增加天線數量、控制毫米波長的方式能夠取得良好的應用效果。現如今，我國部分科研人員已經開展將毫米波通信技術與MIMO技術進行結合，從而使容量空間得到了一定的擴大，使得通信網絡的使用效率進一步提升，能夠提高5G技術的數據下載速度。

35G未來發展趨勢分析

5G主要在手機、平板電腦等移動設備中應用，而且隨著時代的進步，人們在移動設備上已經不是進行簡單的信息收發，而是需要進行多項復雜的網絡活動，人們對信息數據傳輸的速率要求越來越高，各種高質量的圖片、音頻、視頻等需要在瞬間內完成傳輸，才能夠滿足人們的移動網絡需求［4］。5G已經被稱為“時展的必然產物”和“未來移動通信的必然發展趨勢”。但是從實際應用情況來看，5G還存在許多欠缺，其應用價值還沒有被完全開發出來。也就是說，5G目前還處于研發時期，需要經過技術人員的不斷研究與實踐，才能夠進一步開發出5G的全部功能，最大化發揮5G的優勢。結合我國過去幾十年中移動網絡通信的發展歷程來看，5G的應用還有很長的一段路要走。5G要通過網絡優化的形式來減少人工成本，還需要解決網絡節點覆蓋能力不均衡的技術問題。目前，我國在5G領域已經取得了許多重要的科研成果，整體科研水平走在世界前列。5G技術作為未來能夠改變通信網絡基本模式的重要技術，我國在這一方面已經實現彎道超車。未來持續增加對5G技術的研究，能夠全面促進我國通信網絡技術水平提高，是提高我國綜合國力的必要舉措。

4結語

5G的發展前景非常廣闊，因此需要技術人員進行不斷的研究與探索，從而促進5G更好地應用，為社會群眾提供更好的移動通信網絡，同時保障我國的通信安全，使我國在5G方面能夠走在國際前列。

主要參考文獻

［1］羅虹.5G移動通信網絡關鍵技術分析及未來趨勢［J］.中外企業家,2019(7):55.

［2］薛其林,白龍飛,宋珍珍,等.5G移動通信網絡關鍵技術分析及未來趨勢研究［J］.數字通信世界,2019(10):63.

［3］潘鋒.5G移動通信網絡的關鍵技術及發展趨勢［J］.數字技術與應用,2018(6):28,30.

［4］傅耀威,徐泓,楊國威,等.5G移動通信技術發展現狀與趨勢［J］.中國基礎科學,2018(2):18-21.

作者：宋璽藝 鄭博 路彩玲 單位：中國石油長慶石油勘探局有限公司