李彦池
【摘要】 目前5G移动通信技术已经被各领域广泛关注,该技术具有超高速率以及良好体验性。本文对5G移动通信技术进行概述,重点对其关键技术进行讨 论,并对未来发展趋势进行了分析。
【关键词】 5G 移動通信 关键技术
我国已经进入100Mbps到10000Mbps的超宽带时代,视频流量成倍扩大[1],5G移动通信技术也随之被提出。5G移动通信技术是面向2020年信息网络的第五代无线通信系统,与前四代技术相比,5G移动通信技术的典型特征具有超高速率,容量超大,从而实现全网融合。
一、5G移动通信概述
据估计,未来人们在任意地点移动速率都能达到1Gbit/ s。5G网络相比于4G网络,具有大规模MIMO、3D束波成型以及有源天线系统[2],它的交换方式是分组转发,基站采用高频微蜂窝,提升系统容量,从而实现网络融合。5G网络具有以下特点:可以实现实时连接,具有良好的体验性和稳定性,并且在密集人群中可以保证通信质量。5G移动通信除了通信速率上的提升,还为用户提供了更好的体验。5G移动通信网络拓扑图如图1所示。
二、5G移动通信的关键技术
1、新型多天线技术。为了满足移动通信对数据流量的需求,提升频谱利用率尤为重要。由此产生了一种新型多天线技术——该技术可以保证通信质量以及提升频谱利用率,新型多天线技术在无线通信领域具有多方面应用。新型多天线技术能够提升空间分辨率,这样可以使大量用户在同一时间段进行通信,在基站密度不增加的前提下,大幅度降低发送功率以及减少干扰。因此,新型多天线技术在5G移动通信中起到关键作用,可以保证通信的可靠性、提升频谱利用效率并且降低通信能耗,未来在通信领域会得到普遍使用。
2、高频段的使用。在无线移动通信系统中,3GHz以下的频段能够较好地支持移动性以及具有较广的覆盖范围。然而这一区间内的频谱资源相对紧张,因此为了缓解频谱资源问题,应该使用3GHz以上的频谱资源,高频段的使用将是未来通信行业的发展趋势,这是因为高频段的可用带宽相对充足,设备小型化以及较高的天线增益。
3、同时同频全双工。由于传统无线通信手段不能实现同时同频的双向通信,因此具有一定的局限性,导致资源浪费。同时同频全双工技术在上/下行链路上可以同时同频进行双向通信,这样可以提升资源利用率。然而同时同频全双工同样面临干扰问题,在传输信号的过程中功率相差较大,会导致同频干扰以及自干扰,因此要想实现同时同频全双工技术,就应该针对降低干扰问题进行探讨。
4、设备间直接通信技术。移动通信技术针对降低干扰问题因此具有一定的局限性。由于通信系统的中继节点和基站的位置固定,因此网络拓扑不够灵活,系统的覆盖和边缘地区用户的体验成为亟需解决的问题。为了解决该问题,需要借助设备间的直接通信技术,该技术可以在近距离范围内进行直接传输,无需通过中间节点转发。设备间直接通信技术具有低能耗、低延迟以及高传输速率的优点,能够实现频谱资源的有效利用,提升无线通信质量,因此,设备间直接通信技术将是5G重点研究内容。
5、自组织网络。移动通信网络中会使用大量的人力资源,例如网络部署和运维等,这样造成效率很低,随着无线通信网络的不断优化,人们已经解决网络快速发展中所遇到的问题,为了提升网络部署质量,降低网络人力运维成本,提出了自组织网络的概念。自组织网络包括自配置和自愈合的概念,尽量避免人工干预,构建了更智能、统一的5G移动通信网络。
三、未来5G移动通信发展进程思考
本文对5G移动通信网络发展进行讨论,5G移动通信网络的关键技术包括新型天线技术、高频段技术、全双工同时同频、设备间的直接技术以及自组织网络,这些技术保证了通信的可靠性、提升频谱效率并且降低通信能耗,在未来会在通信领域得到普遍使用,但是仍存在一定问题,例如高频段器材使用相对不成熟,使用成本较高,同时同频全双工技术的干扰问题,都有待进一步探讨。因此需要进一步对移动通信网络进行研究,实现更智能的、统一的5G移动通信网络。
参 考 文 献
[1] 王志勤,罗振东,魏克军.5G业务需求分析及技术标准进程[J].中兴通讯技术,2014,20(02):2-4
[2]秦飞,康绍丽.融合、演进与创新的5G技术路线[J].电信网技术,2013(9):11-15