5G移动通信网络技术探析

5G移动通信网络技术探析

【摘要】5G移动通信网络的推广使人们享受到更优的通信服务,对比传统的4G移动通信,5G移动通信速率更高,通信质量更佳,对应的用户服务体验更优。基于当前5G移动通信网络建设工作的全面展开,关于5G移动通信网络关键技术的应用探讨必不可少。本文主要选取5G移动通信网络关键技术这一研究课题进行系统分析与综合性研究,在论述5G移动通信网络内涵、特点的基础上,重点选取了大规模MOMO技术、多载波技术、全双工技术、移动云计算技术、无线网络技术等技术进行重点论述,以指导做好5G移动通信网络的建设工作,实现5G移动通信网络的全覆盖。

【关键词】5G技术;移动通信;关键技术;研究对比

4G移动通信网络,5G移动通信网络除了峰值速率、频谱效率提升,也表现出时延性低,移动性、连接性、可靠性强的应用优势。在不久的将来我们将全面进入到5G移动通信时代,超大宽带将带给人们更优质的通信服务体验。而5G移动网络建设的推进重点是对5G移动通信关键技术的研究与掌握,以5G移动通信关键技术的推广带来5G时代的通信新体验。

一、移动通信网络内涵

5G是移动网络通信技术发展的新趋势,带来人们多元通信网络需求的合理满足,基于物联网层面构建及移动网络快速普及的大趋势,5G通信技术速率较快,数据传出稳定性高,低能耗,流量密度实现了千倍的提升。而5G技术也摆脱了跨越时空的通信约束,缩短人与物人之间的距离,加强人与物、人与人之间的联系。截止到目前关于5G移动通信网络的界定还没有明确的统一的标准,而全球各国也将5G移动通信网络作为重点研究课题。5G移动通信相关业务中也充分体现了人性化的设计理念,突破了传统移动通信领域物理层传输和信息编译码的技术限制,增强了网络的稳定性,也提升信息传输速率,构建了更多的应用场景,带来人们更优化的使用体验。

二、5G移动通信网络特点分析

5G网络通信时代的到来有力地推动我国经济社会的发展,技术所表现出来的信息传输高效高端、稳定快速的发展优势给予人们前所未有的优化的通信体验,加强5G移动通信网络建设是当务之急。5G网络通信技术的应用中也表现出两大明显特点,一方面热点容量高,这是5G网络通信技术最主要的特点,弥补以往4G网络通信技术所存在的信息传递速率慢、流量大等技术缺陷,这也意味着即使在人流量高度集中的区域5G通信技术也能凭借着自己热点容量高的优势进行网络流量的均衡分配。另一方面具有较低的能耗性,对比传统的3G、4G网络通信技术,5G通信技术的问世是技术的更新、系统的升级,其也十分关注能耗问题,基于生态建设和节能型社会构建的理念,更加强调低能耗。

三、5G移动通信关键技术及其特点

3.1大规模MOMO技术

这一技术主要通过在接收端口和发射端口装载相关天线装置,完成信号接收及发射工作,以提升信号传输效率,达到空间资源优化利用的目的。该技术在5G移动通信网络具体建设中支持信号的多路输入输出,也支持频谱资源在天线发射功率不加大的基础上系统信道容量成倍数的提升,更适用于人流较为集中的场景。大规模MOMO技术发挥自有的天线阵列方式优势,完成数据接收端、输出端深层次的优化,带来信息整体传输效率的稳步提升。与此同时也能有效降低通信整体预算成本,因为该技术天线及联接口数量多,为减少信号干扰应提前做好天线及接口的屏蔽处理。

3.2多载波技术

该技术是在滤波器组基础上发展出来的新技术,该技术指导下进行多载波传输使得滤波器组既可以在技术发送端进行调制,也支持载波信号的有效转换使。载波信号并入子信道并转化为的数字数据流,这样的转化处理能规避信息传输过程中信号衰减的问题,也能做好信息传输延迟问题的应对,提升数据传输质量。目前来说,多载波技术被认为是5G时代中最为关键的技术之一。

3.3全双工技术

在5G移动通信网络中全双工技术也是关键技术之一,被认为是移动通信网络的基础。其按照统一的频率,基于特定的运行标准进行信号的双向传输[1],在网络终点客户端、接受客户端都会安装具有发射和接受功能的自干扰发射器,带来通信频率的增强,提升数据传输速率以及提高频谱应用的机动性。但基于目前机械设备及无线技术应用的不成熟,全双工技术的应用优势发挥也有一定的限制,因此加大对该技术的研究是重点,应力求能够达到相同频率的信号传输效果,满足人们更多元的网络通信需求[2]。

3.4D2D技术

D2D技术最明显的应用优势是网络储存频普效率功能的完善,能带给用户更宽广的通信领域使用和更优质的通信体验。该技术在系统属性增强,减轻基站压力等方面也有积极作用,带来数据的近距离传输,带来数据传输效率和数据传输质量的进一步提升[3],被认为是5G移动通信网络创新发展的高端技术支持。

3.5移动云计算技术

移动云计算技术包括基础设施、客户端、软件服务、平台等相关构件,5G技术特征充分展现的同时,移动终端的性能体现更为显著,带来多样化的通信网络服务。近几年,手机、平板用户数量直线上升,5G技术在移动云计算技术的支持下,为用户提供优质的物联网服务,使得手机平板使用更优[4]。基于该技术的应用也带来5G信息服务模式的创新和改革,带来新型运营交付模式的建立与开发,将移动云计算技术置于移动通信中实现需求导向下,带来远程服务商与智能终端的连接,有助于用户信息和资源的获取,云计算在进行信息资源存储的同时也支持资源信息的灵活调取,数据计算步骤简化,计算精准度提升,改善了本地资源不足的情况。移动云计算技术与分布式运行方式相结合,带来云备份和云存储,减少信息丢失风险。

3.6超密集异构网络技术

在5G网络技术网络通信关键技术中超密集异构网络技术因智能化和多元化的优势备受关注,进行超密集异构网络技术运用时主要是缩短终端与节点之间的距离,带来5G网络系统容量的扩张,使得网络传输效果更显著。在异构网络技术运用期间,为使其效率得到有效保障,运行期间需对邻近节点进行有效感知,以实现5G技术与超密集异构网络技术的协调维护,减轻运行压力[5]。本身5G技术在节点启动及关闭时具有随机性、突发性等特点,而基于超密集异构网络技术能实现节点干扰的弱化,减少或者避免网络时空变动情况。

3.7无线网络技术

前面提到了超密集异构网络技术,其作为无线网络技术之一在5G移动通信网络中得到了有效应用,而着眼于无线网络技术的创新发展,其应用优势更为明显。无线网络技术具备较强的网络优化效果和较强的恢复能力,且支持整体网络结构的优化,网络建构中使用自组织网络技术,这样在出现网络故障时也能实现故障的快速检测与排查,找到故障节点,高效修复无线网络技术[6]。无线网络技术在网络调试中也发挥重要作用,缩短网络调试所需时间,缩短网络建设周期,应用自组织网络技术等无线网络技术,大大提升5G通信网络可靠性,使得5G网络通信技术智能化程度更高。

3.8正交频分复用技术

这一技术本质上是OFDM技术,OFDM技术对5G移动通信网络的影响主要是影响数据的传输,这一技术在实践过程中具有两大特点,抗多径效率高、频谱效率高,也具有较强的灵敏性,但不足是应用过程中干扰抵抗能力弱。在分析OFDM技术并使用该技术时,要重点考虑它同载波器的结合问题,这也是技术应用的关键点[7]。在OFDM技术应用中,硬件设备会对无线信息的传递产生较大的影响,在研究过程中应充分考虑到硬件设备对信息传输的系列影响。

3.9MIMO技术

该技术的基础是天线系统,通过集成信息处理节点,降低5G设备生产成本,使得5G通信技术具有明显的低功耗优势,集成天线系统使得各类型的天线之间进行信息的有效传输,MIMO技术使用中需要无线网络技术的支持,以实现各技术的整合。其与其他他技术整合时要求技术人员最大限度发挥技术优点,让其与其他技术融合更完美,影响MIMO技术应用的关键是天线数量。大型天线在网络通信中扮演着重要介质的角色,并影响到信息的传输速度和信息传输稳定性,MIMO技术融合足够的天线数量,且对天线进行有效配置后将带来信息传递效率的提升。使用MIMO技术时应基于分布技术,要么以集中式分布,要么以散落式分布的方式增强技术效果,降低移动设备发射率,使得其干扰信号屏蔽效果更优。

四、5G网络结构及发展展望

5G无线基站建设时对应的是毫米级的微波,实现海量数据的连接数及数据的承载,在应用中5G基站密度更大。人口较少的地区中5G无线基站建设应突出宏基站建设,在人口聚集地区基于现有的4G网络基站建设布局,以射频拉远的方法完成密集点的分布。而着眼于未来,相对密集的区域内5G无线基站建设应突出超密集组网建设优势[8],预测5G网络架构将主要以接入云、控制云、转发云领域为主。接入云支持多种无线制式的接入方式,无论是分布式还是集中式都能让无线接入各种类型的回传链路中,适应性更强。控制云是实现全局或局部移动性的管理及进行会话控制,建构面向业务的开放接口,关注业务差异化需求。综合来说,5G技术的发展是必然,更是技术革新的必然成果。5G移动通信网络的建设带来人们更优化的网络使用体验,也实现了更安全、更低能耗的网络产业的发展。目前各个国家对加大了5G网络通信技术的研发,绿色节能也是5G网络通信技术的主导发展方向。

五、结束语

近几年,5G移动网络络建设速度加快,5G网络的覆盖范围逐渐扩大,对比常规的移动通信技术,5G网络技术的优势更明显,传输效率高、传输速率快、信息传输稳定性强,而这一切建立在5G移动通信网络技术关键技术的科学应用基础之上。对关键技术的研究和发展应用使得移动通信网络朝着更加智能化的方向发展,提高通信质量,带给用户更完美的技术使用体验。就当前来说,5G移动通信网络建设中应将关键技术的研究,将研究重点放在高端先进移动通信网络关键技术的研发与应用上,以实现各个领域及行业的广覆盖,以5G通信技术为经济建设的切入点,以技术的利用和开发推动5G移动通信网络的优化建设。

作者:刘雪飞 单位:宜通世纪科技股份有限公司