通訊，作為我們生活中的重要人際交往手段，正在朝現代化、多元化方向發展。為了滿足當前科技網路的發展需要，我國進行了全面的移動通訊技術改革，而目前的主要改革方向之一就是5G移動通訊技術。下面是小編蒐集整理的相關內容的論文，歡迎大家閱讀參考。
摘要：5G移動通訊技術作為後4G時代的衍生產物，成為面向2020年所推崇的新一代智慧型移動通訊系統，其發展狀況備受社會公眾的關注。目前，以4G為典型代表的移動通訊技術正處於快速建設階段，5G行動通訊發展進入初級探究工序，相關技術要點、效能特徵、網路功能還有待進一步探究。因此，明確5G移動通訊系統的定位內容成為當下的實踐要務，對行動通訊網路的持續發展具備積極影響。基於此，本文結合5G移動通訊技術，論述基本發展現狀及其關鍵要點，為其提供幾點優化意見，以供相關研究參考。
關鍵詞：5G行動通訊;5G關鍵技術;無線網路;雲端計算;D2D通訊
引言
自網路技術正式進入應用階段後，行動通訊成為人們生活中必不可少的構成部分。倡導高效能、高效率的通訊系統，早已成為社會公眾積極追求的實踐要務。4G行動通訊最早起源於2000年的中後期，面對無線技術的高資料傳輸速率，第四代無線通訊技術難以全面適應資料速率理論需求，而5G通訊系統因2012歐盟所啟動的METIS專案備受關注。當前，開展5G行動通訊網路研究活動顯得尤為關鍵，便於穩定移動網際網路的基礎效能[1]。5G移動通訊系統整合以往通訊機制的便利優勢，杜絕單一化的無線接入技術，基本傳輸速率可達10Gb/s，自身覆蓋率相比其他通訊系統更具實際效益，成為實際可行的融合網路，值得應用於實踐研究。
一、5G移動通訊技術的發展現狀
在3G/4G通訊技術的持續發展背景下，5G移動通訊技術因其獨特的研發特徵，成為通訊行業的新一代改革內容，也是後4G時代通訊技術高效發展的關鍵要務。目前，5G需求及其頻譜、技術要點研究工作正在穩定執行。以“2018年完成IMT-2020標準、2020年確定5G標準”為設定方案，這與“中國863計劃”所涵蓋的技術研究核心理念不謀而合，為5G通訊技術的優化發展提供了一定輔助條件[2]。基於5G初步驅動標準化活動，5G行動網路的初始化定義為“以使用者為中心”。相比4G網路的“以服務為中心”概念更具實際效益，5G網路具有更高的移動效能，資料傳輸速率達到10Gb/s，早已成為社會公眾高度關注的移動通訊技術。
二、5G移動通訊技術的關鍵要點
2.1無線接入技術
考慮5G移動通訊技術的設計特徵，無線接入技術作為其關鍵性要點，以BDMA(射束分割多址技術)、NOMA(非正交多址接入技術)為基本內容，利用更加廣泛的訊號寬頻，為使用者提供更加便捷化的應用指標。基於無線接入技術的應用範圍，BDMA圍繞FDMA(分頻多重進接)、CDMA(分碼多重進接)等內容，利用有限的頻譜資源來輔助多址接入系統，為5G技術的無線介面提供頻率、時間資源[3];NOMA作為一種新型調製方法，從OFDM訊號入手，解決技術正交時間視窗的缺陷問題，達到傳輸時延、頻率補償建設目的，滿足濾波器多載波的同步頻率構造需求。為適應5G系統的內在容量、基本構成等技術特徵，考慮MS位置的天線波束情況，在維持LOS狀態的基礎上，智慧調整波束情況，具備穩定網路技術可靠效能的技術表徵。結合相關表徵情況，目前所發明的BDMA技術、NOMA技術，可較快地適應5G的基本要求，如AOA(達角)無線配置、FFT塊CP訊號引數等，具有較強的適用價值。
2.2超密集異構網路
在5G通訊技術的發展過程中，強化低功率節點數量、縮減小區半徑成為基本技術指標。超密集異構網路是基於提升資料流量所衍生的構成要點，可保證5G網路的智慧終端普及效益。考慮2020年無線網路所設定的無線節點情況，密集部署網路可有效縮減終端裝置與各個節點間的實際距離，便於增強網路功率和頻譜效率，對不同接入技術的覆蓋層次效能也有所幫助。此外，從無線網路站點與節點設定情況來看，依據現有站點的10倍以上範圍，並將其維持在10～15m範圍內容(每1km2滿足25000使用者需求)，緩解使用者基數與站點數值1:1比例情況。同時，結合網路動態部署技術，準確感知各個相鄰節點，完成選擇網路、協調節點間距、實現網路業務等工序，為QoS需求所帶來的差異性提供優化舉措。以5G異構網路超密集場景的跨層干擾協調優化為例，由於小站覆蓋範圍較小，微小區網路具有能耗效率高、訊號質量好等優勢。利用ABS站點配置策略，巨集觀規劃節點區域範圍與鄰區間干擾情況，統計小站區域範圍自身所帶有的RB資源，為強化CRE擴充套件效益提供輔助條件，便於吸收區間吸收使用者數量，計算各個UE所提供的資訊服務資料(跨層干擾協調優化方法)，協呼叫戶和業務各自的差異性，為其節能配置、節點協調提供輔助作用[4]。
2.3大規模MIMO
在2016世界電信標準化全會(WTSA16)中，與ITU-T(國際電信聯盟電信標準化部門)形成統一共識，我國正式提出推進IMT-2020(5G)標準化研究工作。這相比4G技術所提供的峰值速率增長至數十倍(連線100萬用戶/平方公里)，成為市場標準化競爭的核心技術。其中，大規模MIMO作為5G通訊系統的關鍵技術，經由國際標準稽核和檢定，正式融入關鍵技術指標研究工作，成為無線鏈路頻譜效率技術的`典型代表，與“多使用者MIMO”概念具備相似之處，並與相同頻塊的使用者基站形成同步發展機制(當用戶資料達到一定數量時，頻譜效率可提升至5～10倍，與小區邊緣相關的能量更佳)，天線數量同比增加1～2個數量級，有效解決天線通道的容量問題。目前，大規模MIMO技術依然是行動通訊領域容量潛力最為突出的技術之一。針對5G移動通訊系統的關鍵技術問題，仍需有效解決。結合傳送端和接收端所匹配的天線裝置，穩定傳輸速率、傳輸可靠性，實現MIMO技術標準化程序，詳情參見表1。以大規模天線陣列方式集中模式為例，利用空間維度的無線資源，與小區使用者的平均頻譜效率相融合，立足於流量增長需求及10Gbit/s峰值速率、100Mbit/s使用者速率體驗，利用簡單的線形檢測(MRC)，與基站裝備大量天線的小區間干擾形式互成對比，控制無線開放移動平臺所構建的天線系統，基本容量可提升至6.7倍(1/16功率)，便於同時服務UE平臺[5]。
2.4資訊中心網路
傳統通訊TCP/IP網路難以實現全面海量資料的釋出，而以ICN(資訊中心網路)為代表的技術指標日益明顯，被廣泛應用於行動通訊網路體制。立足於實時媒體流、網頁服務、多媒體通訊等系統構造，避免以主機地質為中心的網路體系結構，轉用ICN網路通訊模型，具有快速快取資訊資料、解析網路資訊等特點，並設定客戶端行動通訊方案，如CCN、DONA、Netlnf、TRIAD等。在5G行動通訊網路監管體系中，注重利用ICN、IP的雙重結合，針對擴充套件性、資料移動性、資料部署等情況設定實用型目標戰略，與SDN(軟體定義網路)相互融合，考慮資料平面與控制平面的網路架構情況，併為其提供動態配置環境。例如：所提供的專用核心網路元件、媒體伺服器、虛擬機器管理程式等網路應用功能特徵，為命名資料網路(NDN)構造設計標準，提供通訊模式的釋出端點，如圖1所示。結合傳統IP網路的設計模型，採用基於資訊的安全機制，各種應用均部署於COTS硬體平臺上，與傳統水平分層構架相結合，設定新增介面協議，滿足5G網路技術的架構及其埠流程需求。
2.5SDN/NFV
SDN(軟體定義網路)與NFV(網路功能虛擬化)是一種新型的網路架構技術，利用資料分離、軟體化、虛擬化概念，為5G行動通訊網路提供技術支撐，也是歐盟所公佈的5G網路發展稽核標準。SDN以基礎設施層(網路最底層)、中間層(控制層)、最上層(應用層)為主，涵蓋了API網路資源呼叫內容，通過控制網路裝置的應用平面，集中網路控制功能裝置儀器，具有簡化全網管理程式的功效(基本架構詳情參見圖2)。NFV是從網路運營商的角度出發的網路體系，利用IT技術平臺來實現功能虛擬化，並與所對應的功能塊相銜接，便於統一呼叫相關虛擬資源。在未來5G網路應用中，整合SDN/NFV技術的擬定方案，通過資料交換、分離、轉發等業務流程，重新部署網路經營體系，簡化無線網路的架構設計程式(比如：Odin、OpenRF)，對降低基礎設施構建成本具有輔助作用。5G網路架構發展至今，統一要求IMT-2020標準，即基於SDN/NFV網路，集中應用於資料中心、雲端、行動基地臺、家用網路等領域，具有提升網路應用效率的功效，從而為使用者提供更加貼切的體驗服務。
三、5G移動通訊技術的優化意見
3.1注重雲端計算，維護資料程式
面向5G行動通訊時代，全球物聯網服務將突破500億連線格局，移動雲端計算成為其創新性服務技術的典型代表。結合5G移動通訊技術的關鍵要點分析，明確移動行業內部的IT資源、資訊服務情況，按照基礎設施、應用資源、資料儲存等內容，提供遠端智慧計算服務，包括SssS軟體、PaaS平臺。結合無線接入網技術特點，構建分散式移動計算結構，達到保障雲端計算的客戶端服務功效。對於5G移動通訊技術，其關鍵技術主要是幫助解決延遲和寬頻的問題，從而彌補非對稱資料傳輸能力的缺陷問題，為全速移動使用者提供超出150Mb/s的資料服務，加大行動通訊網路的整體覆蓋率，便於各種智慧裝置的全面應用。以某省市行動通訊網路研發課題為例，考慮4G/5G通訊系統的異構網路特徵，提倡在引入無線新技術的基礎上，滿足現存制式的接入控制需求，構建無線資源來提升資料接入功率(各個頻段、小區之間的資源佔比)。以雲端計算的“雲化”功能、智慧傳送網路的SDN技術為基本構成，統一運營行動通訊網路，具有降低網路管理成本的便利特徵，深受地方群眾的一致好評。
3.2結合D2D通訊，提升系統性能
在5G移動通訊技術應用中，D2D通訊技術(Device-to-Device)是基於LTE裝置所沿用的基礎功能，以高度整合、接入技術為主要內容，成為一種大眾化行動通訊工具。從D2D通訊的構成需求方面來看，當傳遞終端使用者的資料變成整體傳輸內容時，利用直接對等D2D通訊，可擴充套件常規設施的覆蓋範圍，轉用更加高效的高速通訊合作手段，便於直接接收埠通訊資訊。實踐研究中，需要結合D2D通訊的基本分類——帶內D2D通訊、帶外D2D通訊，與QoS配置提供相同的無線資源，與未授權頻譜的額外介面相連線(比如：WiFiDi-rect、ZigBee)，形成近似“蜂窩系統”近距離資料傳輸機制，如圖3所示。在目前的標準化組織3GPP中，已將D2D通訊列為5G行動通訊的關鍵技術，與“中國製造2025”計劃所提倡的智慧化、個性化、大規模通訊網概念具備直接關聯，為爆炸性增長的移動資料流量、海量終端裝置接入系統提供輔助作用(各類移動智慧終端裝置市場普及率不斷增高，行動通訊網路承載資料流量增長至10000倍)。
3.3引入內容釋出網路，保障服務質量
基於5G移動通訊技術與使用者伺服器之間的密切聯絡，CDN(內容釋出網路)結合智慧虛擬網路的便利優勢，考慮各個節點質量的連線狀態、負載情況、使用者距離等基本資訊，構建多個代理server資料來源，與CDN代理伺服器形成同等距離的連線機制，達到降低網際網路動態網路等級的目的。面對5G傳輸速率與系統容量方面的挑戰，通過增加天線埠(與5G傳輸速率相結合)，與LTE-A形成3～4倍的頻譜效率，指定新型多址技術與時頻資源、DNS所接收的相同內容相結合，明確代理伺服器所獲取的資料資訊，提升使用者體驗服務質量，如圖4所示。在IMT-2020(5G)組織標準下，考慮5G移動通訊技術的頻譜領域需求，構建5G典型應用場景，其中以CDN、MIMO、OFDM技術為典型應用指標。面對不同場景及其業務需求，設定“20MHz寬頻、2天線收發條件、實現113dB自干擾消除能力”研發背景，展開5G標準化技術研發試驗，明確相關基礎裝置、專業需求等基本內容，從而為5G產業鏈的構建奠定堅實基礎。
3.4倡導感知網路，應用網路約束
所謂感知網路，即5G移動通訊技術所倡導的情境感知技術，在支撐大量終端資料的基礎上，為使用者推送個性、智慧資訊服務。在情境感知技術的實踐應用中，考慮基礎裝置、網路元件、網路資料庫、分析平臺等內容，立足於QoS移動性特徵，以訪問服務屬性所對映的5G配置為基本內容，感知各個WSN節點所收集的感測資訊，並與計算機裝置、PDA、智慧手機等裝置相聯合，主動為使用者提供舒適性服務。以5G移動網路技術為代表智慧運營業務，移動裝置可支援多種無線網路，由開放式傳輸協議來實現管控程式，利用情境感知技術可為網路利用速率提供多樣化通訊服務，用於訪問服務屬性對映至5G配置特徵(基本屬性涵蓋安全等級、QoS、移動性、可靠性等)，並與基於Linux的開放原始碼作業系統相結合，涵蓋NFC、BLUETOOTH等無線通訊平臺，為“網路適應業務”提供實踐輔助(涉及相應業務應用、參照運營商業務策略等內容)。
四、5G移動通訊技術的發展趨勢
整合5G移動通訊技術的關鍵要點，圍繞技術要點的基本評判指標，從移動訊號的覆蓋範圍、傳輸速率、系統資源、頻譜利用率等方面考慮，構建5G行動通訊網路應用機制，發揮通訊網路的基本功效。目前，5G通訊技術主要以連續廣域覆蓋、熱點高容量、功耗連線、時延寬頻為基本應用場景，立足於使用者體驗速率、流量密度、能效及其連線數，成為當下解決的主要應用目標。在未來5G移動通訊技術的持續發展中，以超密集異構網路、毫米波通訊、大規模MIMO技術等內容為典型代表，改建原有的OFDM技術(正交頻分複用)，為5G系統的關鍵技術提供更加便捷化的適用條件。從綜合實踐方面來看，5G網路融合多種無線通訊技術，可為解決頻率許可、頻譜管理問題提供參考價值，具有較強的安全效能、經濟收益。改革傳統的移動通訊技術還需進一步努力，是當下移動通訊技術應用的實踐研究課題。
五、結語
綜上所述，5G移動通訊系統作為一種新型網路技術。本文明確該系統的基本構成內容和發展趨勢，結合相關技術要點內容，提供合理化參考意見，以期為使用者提供更加便捷、高效的輔助作用。