5G移动通信网络关键技术及分析
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摘 要 在移动通信技术快速发展背景下，4G网络已经实现普及应用，因此移动通信网络的发展目标在于追求更高质量的通信网络。为了更好地满足移动数据增长需求，为客户提供新产品和新服务，逐渐出现了第5代移动通信网络。此次研究主要是探讨分析5G移动通信网络关键技术，希望能够对相关人员起到参考性价值。
关键词 5G；移动通信网络；关键技术
中图分类号 TN91 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2019）234-0114-02
移动通信技术在发展过程中历经了2G、3G和4G阶段，在信息技术和数字化技术快速发展背景下已经研发出第5代移动通信技术。随着移动通信速度不断加快，对市场发展也产生了较大刺激，带动了移动通信市场消费能力。从4G网发展中能够清晰看到移动通信技术在信息技术中的作用和价值。结合5G移动通信技术与其他先进技术，可以为社会公众提供较多优质服务。所以多数学者都致力于研究和探索第五代移动通信技术中的关键技术。
1 第5代移动通信技术
5G是新一代移动通信网络，可以满足今后移动通信要求。在互联网技术快速发展背景下，物联网业务需求也在不断提升。第五代移动通信网络在能耗和经济性方面均具备较高优势，安全性和可靠性比较高。次通信網络可以快速提升信息数据传输速率，传输速率峰值可以达到每秒10G，连接设备的密度也可以达到100倍。因此5G网络通信不会受到时间和空间的影响，用户交互体验效果极好。
1.1 5G应用场景
长期以来，移动网络通信主要集中提供移动宽带服务，希望可以提供给用户快速无线接入速率和系统容量。在今后发展中，将会普及移动医疗，智慧城市，智能电网等各类物联网应用。5G通信网络可以提供超清视频服务，虚拟现实服务和移动游戏服务等，因此交互式应用可以提升通信延迟和无线接入带宽要求。
1.2 用户对于5G移动通信技术的需求度
5G网络在未来发展中必须以用户作为主体开展移动通信技术服务，为用户带来交互式体验。当前，在线游戏，虚拟现实及超高清视频都要求5G能够具备较高的无线接入宽带。在未来发展中，5G移动通信技术必然可以在自然灾害以及病疫爆发之前提供信息服务。5G移动通信技术在现代交通工具中也应当具有优质的移动支持，这样能够为用户提供收发邮件功能，网络连接功能等。现阶段，移动通信技术领域开始关注能源消耗和再利用方面，所以在执行网络功能时不能加大能量消耗。基于以上方面，5G移动通信技术能够实现低能耗服务，确保移动通信网络的绿色节能属性。
2 5G移动通信关键技术分析
2.1 SDN/NFV技术
随着云计算服务的大面积普及应用，5G移动通信技术也在朝着更加优质的方向发展。5G技术可以借助可扩展技术实现扩展性和安全性要求，并且实现技术规划。SDN/NFV技术主要是软件定义网络以及网络功能虚拟化，并且成为5G移动通信中主体，能够实现软件化和虚拟化要求，对数据分离组合进行控制。在5G移动通信技术发展过程中主要是将SDN/NFV技术作为重要依据，能够通过该项技术建立通信应用层、控制层和基础层，实现网络结合。通过SDN/NFV技术能够自动化配置，显著提升网络管理效率。通过应用该项技术能够确保5G移动通信技术实现分离转发，对网络通信系统进行优化。组合应用SDN技术和NFV技术能够确保5G移动通信技术满足各类业务需求，并且建立虚拟网络架构。
2.2 内容分发网络
在5G未来发展中，会显著增加视频业务，音频业务，随着信息快速增长会对用户访问互联网质量造成影响。为了更好地将大流量业务内容进行分发，必须缩短用户获取信息的时间。为了实现以上目标，仅通过增设带宽无法彻底解决，此时就需要采用内容分发网络技术，该项技术能够有效支撑5G网络用户访问。
在传统网络中增设智能虚拟网络就能够实现内容分发网络。该网络系统可以有效分析不同节点的用户距离，负载以及连接效果等，确保用户能够就近获取信息，有效缓解网络堵塞问题。图1为内容分发网络架构，将内容分发代理服务设置在源服务与用户侧，能够提升服务网络。用户在请求内容时，源服务器接收请求之后会将内容分发给用户。所以源服务器只需要将内容发送至代理服务器中，就能够实现用户就近获取信息功能。在移动互联网技术和云计算技术快速发展背景下。内容分发网络能够实现专业化服务，但是需要注意该项技术的安全性要求。
2.3 超密集异构网络
在研究5G网络技术时还存在较多未知领域，该类移动通信技术能够实现智能化，网络多元化特点，超密集异构网络能够使5G移动通信技术实现高数据流量。在无线网络发展过程中，会相应增加无线节点数量，站点在宏站覆盖区内能够实现10m以内距离设置，在每1平方千米内能够为至少2万个用户提供服务。超密集异构网络还能够活跃用户，使其亲自感受到网络的高速度。在5G移动通信技术未来发展中。能够一一对应服务节点和用户节点，明显加快上网速度。当前，群众对于无线网络的需求量也在不断增加，在多数区域内都覆盖了无线网络，为人们的生产生活提供较多便利，因此5G移动通信技术在未来发展中也会不断完善无线网络通信方式。
对于国家层面来说，应当从政策上和资金上支持无线网络通信技术的发展，这样能够为群众提供较多优质服务。在超密集异构网络中，谜底地区会布设较多小区，此时会导致频繁切换问题出现。因此需要开发出新的切换算法，以此满足移动性要求。由于用户在开启和关系大量节点时无内在规律可循，此时就会导致网络拓扑结构遭到极大干扰，引发一定范围内的动态化发展。
2.4 D2D通信
在未来5G移动通信技术发展中，需要全面提升频谱效率和网络容量，以求获得更高的用户体验。所以，在未来5G移动通信技术中D2D技术也属于关键技术。 D2D技术是以蜂窝系统为主的数据传输技术，该项技术能够在重点间隙实现传输，不需要依赖基站转发，例如无线资源分配、会话建立以及移动性管理等控制信息信令还需要由蜂窝网络负责。将D2D通信引入到蜂窝网络中能够简化基站压力，还能够有效缩短端支架的传输延时问题，全面加强频谱效率。当无线通信基础遭受破坏时，终端可以通过D2D实现端之间通信。在5G移动通信技术中能够授权频段布设该类网络通信。
图2为D2D通信系统示意图，在图中用户1和2主要利用小区内D2D链路实现通信，用户6和7能够实现数据交换。网络接入负载难度比较大，在接入D2D网络之后能够有效处理负载问题。成本比较低的终端会利用D2D方式与特殊终端进行连接，并且利用特殊终端连接到蜂窝网络中，此种方式能够加强频谱效率，降低基站接入压力。
将D2D通信引入到5G移动通信技术中也具有较多機遇和挑战，终端用户之间距离无法实现近距离右心室，则必须考虑蜂窝通信模式和D2D通信模式之间的最优组合。在小区内设置D2D通信会影响小区基站和其他用户，所以在今后研究技术探索时必须研究干扰协调机制以及资源分配优化算法。
2.5 大规模MIMO技术
此技术就是一种大型天线系统，在实际应用期间能耗比较低，且经济性比较高。在通信技术发展中多天线技术属于核心技术，多数学者都深入研究和探索了MIMO技术在3G和4G网络中的应用。在5G移动通信技术中还需要深入探索该项技术。为了确保5G移动通信技术的应用效果，应当不断完善和优化多天线技术。在移动通信技术中天线数量也属于重要指标，会直接影响频谱效率和信息传输。
因此在未来发展中应适当增加天线数量，升级收发端天线配置。在应用移动通信技术时需要采用散落式和集中式分布方法，联合应用两种分发方式能够确保设备提升空间分辨率和空间资源，降低发射功率，还能够加强抗干扰能力。MIMO技术在5G移动通信技术的应用必须充分考虑信道模型频率效率和容量问题。
3 结论
综上所述，在移动通信技术未来发展中5G将成为新技术革命，能够满足人们对网络质量的要求，属于安全性高且能耗低下的技术。当前，世界各个国家对于5G技术都开展了可行性研究，并且投入大量人力物力建设标准化产品。多数学者还研究分析了6G频点以上无线频谱在5G通信网络技术中的应用。在高频段大带宽中使用无线频谱资源能够提升无线频谱效率，还能够加强无线数据传输能力。所以在未来发展中必须注重分析信息技术，并且自动感知和调整智能化网络。此外，绿色技能技术也属于5G网络的未来发展特征，所以网络功能不需要再以能源消耗作为提升发展速度的牺牲品。
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