導語：5G無線通信網(wǎng)絡及關(guān)鍵技術(shù)分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】本文針對5g無線通信網(wǎng)絡及關(guān)鍵技術(shù)，采用理論結(jié)合實踐的方法，先分析了5G網(wǎng)絡的內(nèi)涵及特點，接著探討了5G的無線通信關(guān)鍵技術(shù)，最后論述了5G通信網(wǎng)絡建設的關(guān)鍵技術(shù)。分析結(jié)果表明，5G無線通信網(wǎng)絡是新時展的新技術(shù)，和4G相比，5G無線通信網(wǎng)絡在傳輸速度、傳輸容量、延遲等方面具有非常顯著的優(yōu)勢。在醫(yī)學、航空、工業(yè)生產(chǎn)、智慧城市建設等方面具有非常良好的應用。

【關(guān)鍵詞】5G無線通信；異構(gòu)；空口技術(shù)

在4G無線通信網(wǎng)絡進入商用階段之后，5G無線通信網(wǎng)絡成為全球研究的熱點話題，在2016年6月ITU確定了5G無線通信網(wǎng)絡的時間表、名稱、愿景。5G無線通信網(wǎng)絡技術(shù)的應用場景有三個，包括：eMBB、mMTC、uMTC。和4G無線通信網(wǎng)絡相比，5G無線通信網(wǎng)絡更加完善，運行起來更加穩(wěn)定，傳輸速度更快，在一些方面優(yōu)勢和應用效果，甚至超過通信網(wǎng)絡，在未來具有良好的發(fā)展?jié)摿?。基于此，開展5G無線通信網(wǎng)絡及關(guān)鍵技術(shù)是分析研究就顯得尤為必要。

一、5G網(wǎng)絡的內(nèi)涵及特點

5G無線通信網(wǎng)絡的全稱是第五代移動通信網(wǎng)絡技術(shù)，是一種全新的網(wǎng)絡技術(shù)，不同國家對其定義不同，發(fā)展至今，也沒有明確的定義。國際上普遍認為，5G無線通信網(wǎng)絡是現(xiàn)有4G無線通信網(wǎng)絡的延伸，其通信速度遠遠大于4G無線通信網(wǎng)絡，網(wǎng)速可達到4G無線通信網(wǎng)絡難以企及的10Gb/s,雖然5G無線通信網(wǎng)絡依然是全球范圍研究的熱門話題，但就目前5G無線通信網(wǎng)絡的發(fā)展現(xiàn)狀來看，在短期內(nèi)無法實現(xiàn)大面積普及。和4G無線通信網(wǎng)絡相比，5G無線通信網(wǎng)絡具有明顯的特點，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是具有很高的傳輸速率，5G無線通信網(wǎng)絡全球范圍內(nèi)近年來才興起第一種高端技術(shù)，通過多年的技術(shù)完善和創(chuàng)新，其傳輸速率越來越高，每秒的傳輸速率達到幾十Gb，這是4G無線通信網(wǎng)絡難以比擬的。二是具有很強的兼容性。5G無線通信網(wǎng)絡中融入了很多先進的無線技術(shù)和高精尖技術(shù)，是一種綜合性非常強的新興技術(shù)?？杉嫒莺芏嗉夹g(shù)和設備，這也是很多專家和學者非?？春?G無線通信網(wǎng)絡，并全身心的投入到5G無線通信網(wǎng)絡研發(fā)中的關(guān)鍵。三是具有更低的功耗比，在應用5G無線通信網(wǎng)絡時，需要多個小任務的共同支持，其中電子郵件程序就是重中之重，為全面提升電子郵件更新的及時性，會向服務器持續(xù)不斷的發(fā)送請求，而且可對運行中浪費的電量進行自動審核，阻止那些無應用程序繼續(xù)運行，從而降低電量的損耗速度，延長電池的使用壽命。

二、5G的無線通信關(guān)鍵技術(shù)

5G無線通信網(wǎng)絡是目前最具發(fā)展前景的技術(shù)，在很多方面,很多領(lǐng)域都可以得到良好的應用，就目前5G無線通信網(wǎng)絡發(fā)展現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢而言，5G無線通信網(wǎng)絡的關(guān)鍵技術(shù)主要包括以下幾種：

2.1異構(gòu)無線通信技術(shù)

5G無線通信網(wǎng)絡據(jù)在應用中，僅憑單一的數(shù)據(jù)、語言短信等簡單的業(yè)務已無法有效滿足實際需求，需要很多種高新技術(shù)、高新設備的聯(lián)合應用，相互融合，才能滿足5G無線通信網(wǎng)絡持續(xù)、安全、穩(wěn)定、可靠的運行[1]。早期網(wǎng)絡技術(shù)已經(jīng)難以滿足5G無線通信網(wǎng)絡的發(fā)現(xiàn)需求。需要立足大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，充分挖掘出計算機網(wǎng)絡技術(shù)的優(yōu)勢和數(shù)據(jù)庫中存儲的海量數(shù)據(jù)，為5G無線通信網(wǎng)絡持續(xù)穩(wěn)定的運行提供服務和技術(shù)支持。這是因為在5G無線通信網(wǎng)絡同時包含了多個多元化的網(wǎng)絡節(jié)點，需要信號全覆蓋的支持。這就需要用到異構(gòu)無線通信技術(shù)，可采用小區(qū)部署和D2D相互聯(lián)合的通信方式，提升5G無線通信網(wǎng)絡的應用范圍。比如：小區(qū)部署通信方式指的是在小區(qū)中設置一個高質(zhì)量的5G無線通信網(wǎng)絡基站，來提升5G無線通信網(wǎng)絡的容量和傳輸速度，多個小區(qū)部署相互聯(lián)合，就能建立起一個宏蜂窩網(wǎng)絡。而D2D通信方式則為更好的滿足局部地區(qū)對數(shù)據(jù)的需求，而建立起來的數(shù)據(jù)通信方式，以保證數(shù)據(jù)和信息能夠?qū)崿F(xiàn)實時傳遞。小區(qū)部署和D2D相互結(jié)合的通信方式，可大幅度提升5G無線通信網(wǎng)絡應用的靈活性和傳輸速率。

2.2空口技術(shù)

空口技術(shù)也是保證5G無線通信網(wǎng)絡穩(wěn)定、持續(xù)、安全運行的關(guān)鍵技術(shù)，是區(qū)別于4G無線通信網(wǎng)絡的主要技術(shù)。在4G無線通信網(wǎng)絡中采用的是OFDM空口技術(shù)，但此種空口技術(shù)難以滿足5G無線通信網(wǎng)絡運行靈活性強、傳輸速度高的要求。要想發(fā)揮出5G無線通信網(wǎng)絡的優(yōu)勢和作用，需要空口技術(shù)至少要支持1G/s寬帶傳輸要求，無論是OFDM空口技術(shù)，還是CDMA空口技術(shù)都無法滿足5G無線通信網(wǎng)絡運行傳輸速率要求，如果堅持使用，必然會影響網(wǎng)絡資源下載速度，影響用戶使用5G無線通信網(wǎng)絡的體驗效果[2]。而且空口技術(shù)需要通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器才能實現(xiàn)，需要二者能夠充分協(xié)調(diào)，密切配合，形成一個穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，才能發(fā)揮出5G無線通信網(wǎng)絡技術(shù)應用的價值和功能。目前在5G無線通信網(wǎng)絡中應用比較多的動態(tài)空口技術(shù)為F-OFDM聯(lián)合SCMA技術(shù)。

2.3云計算技術(shù)

云計算技術(shù)也是5G無線通信網(wǎng)絡運行的關(guān)鍵技術(shù)，其主要的內(nèi)容是通過計算機網(wǎng)絡“云”將龐大的數(shù)據(jù)細分為多個小程序，提升數(shù)據(jù)檢索和使用的速度，再通過多部服務器組成的系統(tǒng)進行分析處理，處理的結(jié)果及時反饋給用戶，是分布式計算、效用計算、并行計算等先進計算技術(shù)聯(lián)合的產(chǎn)物[3]。但就目前云計算技術(shù)在5G無線通信網(wǎng)絡中的應用效果來看，經(jīng)常發(fā)生延時性和不穩(wěn)定性問題，其應用效果還有待進一步完善。隨著5G無線通信網(wǎng)絡的逐步推廣，數(shù)據(jù)會呈現(xiàn)井噴式增長，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)是難以滿足數(shù)據(jù)高效處理需求的。為保證5G無線通信網(wǎng)絡運行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性，對終端設備的計算服務以及通信服務就提出了更高的要求和標準。所以在5G無線通信網(wǎng)絡中應用云計算技術(shù)時，需要以提升終端設備的計算能力為標準，以便更好的提升數(shù)據(jù)傳輸速度。

2.4全雙工技術(shù)

全雙工技術(shù)也是5G無線通信網(wǎng)絡應用的關(guān)鍵技術(shù)之一，指的是通信允許數(shù)據(jù)能夠在兩個方向上同時傳輸，可看成是兩個單工通信方式的有效結(jié)合，可同時進行信號上雙向傳輸，比如：A向B傳輸?shù)耐瑫r，B也向A傳輸，是一種瞬時同步的四線制數(shù)據(jù)傳輸方式，具有同頻、同時、雙向傳輸。將此項技術(shù)應用到5G無線通信網(wǎng)絡中，可大幅度提升5G無線通信網(wǎng)絡頻譜的利用率。同時豐富5G無線通信網(wǎng)絡中的頻譜資源[4]。但由于全雙工技術(shù)是一種比較先進的技術(shù)，就目前發(fā)展現(xiàn)狀而言，其應用還不夠理想，依然存在一些問題亟待解決，比如：在應用全雙工技術(shù)時，信號的接收和發(fā)送存在較大的差異；容易受到自然界干擾的影響。為避免發(fā)生這兩個問題，提升5G無線通信網(wǎng)絡運行的穩(wěn)定性，可采用全雙工技術(shù)、MIMO技術(shù)和其他組網(wǎng)技術(shù)聯(lián)合使用的方法，這三種技術(shù)相互融合，才能彌補缺點，充分發(fā)揮出全雙工技術(shù)的優(yōu)勢和作用。

三、5G通信網(wǎng)絡建設的關(guān)鍵技術(shù)

3.1上下行解耦

5G無線通信網(wǎng)絡建設是一項非常復雜的工作，涉及到很多方面的內(nèi)容，任何一個細節(jié)控制不當，都會影響5G無線通信網(wǎng)絡的應用效果，需要嚴格把控各項關(guān)鍵技術(shù)的應用要點，才能提升5G無線通信網(wǎng)絡建設的質(zhì)量。上下行解耦就是建設5G無線通信網(wǎng)絡的關(guān)鍵技術(shù)之一。3.5GHz是目前5G無線通信網(wǎng)絡室外使用的主頻率，終端在運行中受到發(fā)射功率、天線數(shù)目等因素的限制，幾乎無法達到下行同等覆蓋的運行效果。這就表示3.5GHz并非是上行覆蓋頻率的最佳選擇，可考慮使用1.8GHz或者是2.5GHz等已有的頻段[5]。比如：1.8GHz頻率和3.5GHz頻率相比，可得到10Gb左右的增加，比較接近下行覆蓋水平，可作為5G無線通信網(wǎng)絡建設的首選室外使用頻率。

3.2引入宏小區(qū)微小區(qū)雙連接

5G無線通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的復雜程度，遠遠大于4G無線通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的復雜程度，因此，在5G無線通信網(wǎng)絡建設中，不能向4G網(wǎng)絡一樣，建立大量小微基站，否則會大幅度提升建設成本和后期維護成本。5G無線通信網(wǎng)絡可看做是一張多層異構(gòu)網(wǎng)絡，在運行中，其覆蓋層主要由宏基站組成，再通過小微基站負責容量層。為提升5G無線通信網(wǎng)絡建設質(zhì)量，控制選擇宏小區(qū)、微小區(qū)雙連接的形式。比如：頂層建立宏小區(qū)，作為覆蓋小區(qū)。然后在覆蓋小區(qū)內(nèi)部建立微小區(qū)，作為容量小區(qū)，同時允許終端駐留在覆蓋小區(qū)和容量小區(qū)之上。其中覆蓋小區(qū)的主要工作是負責用戶控制面數(shù)據(jù)、移動性管理、高時延要求類業(yè)務等方面的資源和數(shù)據(jù)管理[6]。而容量小區(qū)則主要負責用戶數(shù)據(jù)面的需求，承載高速率、低時延等任務。在此種連接方式下，用戶在小區(qū)內(nèi)部移動時，只會涉及到小區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)面的遷移，而且不涉及到小區(qū)的切換，可大幅度減少由于頻繁切換影響5G無線通信網(wǎng)絡用戶的體驗感。

3.3低頻資源重耕

低頻資源重耕也是5G無線通信網(wǎng)絡建設中的關(guān)鍵技術(shù)之一，按照中國移動未來的發(fā)展規(guī)劃要求，900M低頻資源可翻頻5~15M，而1800M則可以實現(xiàn)全部翻頻，2G網(wǎng)絡和3G網(wǎng)絡全部退出歷史的舞臺。退網(wǎng)之后的資源將為5G無線通信網(wǎng)絡提供更加優(yōu)質(zhì)低頻資源，通過對2G和3G網(wǎng)絡低頻資源的重耕，可有效緩解5G低頻資源需求的問題。

四、結(jié)束語

綜上所述，本文采用理論結(jié)合實踐的方法，研究了5G無線通信網(wǎng)絡及關(guān)鍵技術(shù)，分析結(jié)果表明，在信息化時代，哪個國家擁有更加先進的無線通信網(wǎng)絡，就能為國家發(fā)展、民族振興提供先進的網(wǎng)絡技術(shù)支持。我國是5G無線通信網(wǎng)絡技術(shù)的研發(fā)國，利用好5G無線通信網(wǎng)絡技術(shù)，可促使我國社會經(jīng)濟向前邁出一大步則，具有良好的發(fā)展前景。

參考文獻

[1]皮和平.5G無線通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)應用研究[J].通信電源技術(shù),2019,36(2):215-216.

[2]張榮濤.蜂窩結(jié)構(gòu)和5G無線通信網(wǎng)絡關(guān)鍵技術(shù)研究[J].信息通信,2020,206(2):218-219.

[3]邱新平.面向5G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)探討[J].中外企業(yè)家,2020,671(09):149-149.

[4]朱明.蜂窩結(jié)構(gòu)與5G無線通信網(wǎng)絡關(guān)鍵技術(shù)探討[J].數(shù)字通信世界,2019,000(002):45,47.

[5]吳文波.基于5G網(wǎng)絡的無線通信資源分配技術(shù)探究[J].中國新通信,2020,22(21):113-114.

[6]任小強,敬嘉亮,余樹寶,等.5G無線網(wǎng)規(guī)劃部署的若干關(guān)鍵問題研究[J].電信工程技術(shù)與標準化,2019,264(08):12-16.

作者：金擁政 單位：中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信有限公司金華市分公司