摘要：随着我国科学技术的持续发展，互联网信息技术的发展也越来越快，与此同时，我国走上了移动互联网时代，在2G、3G以及4G网络相继推出之后，为了应对移动信息数据海量增长的需求，5G移动通信网络技术的概念被提出，也受到了业内乃至社会各界越来越多的重视。5G移动通信网络技术的普及将大大提高移动数据传输的速度，为人类社会创造更加便利的通信环境。针对于此本文结合5G移动通信网络技术的特点和应用方向，就其未来的发展趋势进行了相关的探讨。
关键词：能源互联网；5G网络；高速发展；通信环境
1 5G的概述
1.1 5G的演进过程
5G新空口和4G演进共同组成了5G空口技术演进，此时的5G新空口能适应低频和高频，而与4G演进结合能够满足高可靠低时延通信、增强型移动宽带和大规模机器通信。长期演进是4G的大规模部署标准，为了增强4G用户的体验，5G的初始阶段发展应该将4G技术的增强包括在内，在4G技术能够兼容的情况下，加入如大规模天线技术等能够与5G新空口兼容的技术，能够实现4G技术的提升，慢慢达到5G的水平。5G技术发展主要方向是5G新空口，通过运用各种先进技术，能够满足5G的各种效率指标需求，突破之前后向兼容的限制，成为一个全新的空口。新空口中引入新波形、大规模天线、新多址等技术，采用快速精致的信令流程、快捷的帧结构、有效的双工方式，实现覆盖广泛、连接快速等体验。新空口技术还追求技术的可配置性和统一性，通过参数的调配以适应不同的场景和射频器件的影响以及信道的变化，在天线技术、波形以及调制编码上不断进行优化。网络架构方面，将会把NFV（网络功能虚拟化）和SDN（软件定义网络）引入到5G中来，网络会演变成为一个硬件支撑的基础设施，并将转发和控制功能相分离，进行重构。网络运营人员可以对网络进行部署，实现网络的远程编程。
1.2 5G的作用
①5能够建立一个以用户为中心的全面的信息处理系统，为用户带来超强的上网体验和交互体验，打破传统信息交流中是空的限制；②5G还能够建立一个以行业用户为中心的信息系统，将物联网与互联网深度融合起来，不仅拉近人与人之间的距离，还拉近人与物、物与物之间的距离，推动人、物之间的紧密联系；③5G能够推动网络架构的优化，用过无线接入场景，驱动无线、业务、终端、网络的全面融合发展，能够实现用户的感官需求、实现高速的网络运营。
1.3实现5G技术所面临的挑战
1.3.1 URLLC（高可靠时延通讯）
该场景是为工业控制和车联网设计的，在技术达标后需要为用户提供毫秒级的快速服务和100%的可靠性保障。
1.3.2 eMBB（增强型移动宽带）
该场景是指在技术达标、面积全覆盖的情况下，无论对象是静止的还是高速运转的、无论是覆盖中心的还是边缘的时候都能为其提供稳定的100Mbit/s的体验速度，在室内等情况比较稳定的时候，可以提供1Gbit/s甚至10Gbit/s的自高速度，满足各种用户的需求。
2 5G技术面临的挑战
对于5G技术的发展所面临的挑战，为了更好地进行分析其发展，需要重视其系统的基本要求。
2.1对数据速率的要求
对于5G技术，其得以发展的主要驱动力即为移动数据流量的巨大规模，近乎爆炸。针对数据的速率，采取多种方式进行测量，以便考察其是否达到5G技术要求与目标。首先，对于聚合数据速率而言，其主要是指网络所能够提供的数据服务总量，5G的要求是能够在4G的基础上，达到1000x5G的指标。其次，对于边缘速率，其所关注的是网络运行范围内，用户所希望达到的最差的数据速率，是重要的度量指标，极具现实价值。在5G环境下，要求其速率达到1Gbps。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是，要求这一标准需要满足95%的用户，难度较高，挑战性极大，需要达到100倍以上的技术提升，尤其是面对负载等多方面的因素变化，这一目标挑战性极强。再次，在峰值速率方面也需要进行大程度地提升，能够不受网络配置的限制，最大限度地获取最佳数据速率。
2.2延迟方面面临的挑战
目前，4G网络下，往返需要15ms。同时，在1ms子帧时间范围内，能够进行相对合理的资源分配，保证接入的及时性。这种延迟效果对目前大部分服务项目而言是足够的，但是，在5G应用领域中，需要将双向游戏纳入其中，尤其是需要考虑云技术的应用。因此，5G需要能够支持1ms的往返延迟，相比4G而言，相当于提升了一个数量层级。因此，在这种要求下，要对子帧结构进行有效缩减，这种时间上提升与约束对于协议栈和核心网络层设意义重大。
2.3在能源与成本方面的要求
在由4G向5G发展的过程中，一个重要的因素就是需要成本和能耗进行相应的减少，至少不允许出现链路基础上的增加。鉴于链路数据速率的增加，需要在成本上得到相应的降低。在5G技术中，关于成本的考虑，需要从网络边缘发展到核心回程，鉴于全新BS密度和增加的宽带，5G对于成本的考量将更加严谨。
2.4对设备类型和规模数量的要求
在5G技术的应用下，需要规模更加庞大的设备集合，凸显多样性。在发展中，机器对机器通信预期增长，单个宏小区需要支持更多低速率设备，甚至涉及传统的高速率用户，因袭，需要对4G控制平面、网络管理进行改变。
3 5G网络发展应对策略与发展趋势的探讨
3.1借助MIMO技术提升数据速率
对于这种方式，首先，可以采取极度致密化和卸载的方式，实现区域内光谱速率的提升，也就是说，在单位面积上，增加活动节点。其次，合理增加带宽。采取移动方式，抑或是将毫米波频谱移入其中，另外，也可以更换地发挥Wi-Fi的作用，对其未授权的频谱频段，即5GHz进行更好地利用。再次，发挥MIMO技术的优势，切实提高频谱效率，以期实现单位节点更多比特/s/Hz。
3.2发展超密度网络容量
对于网络容量，最为有效和直接的增量办法是促使小区更小，这种方法被不断证明。随着科技的不断发展，小区大小控制在数百平方公里的数量等级，同时，规模和尺寸都在不断缩小，目前，在城市地区，能够达到一平方公里。网络的迅速发展，包括嵌套的小小区，微微小区、毫微微小区以及分布式天线系统容量和覆盖观点，但是，需要中心站点能够完成所有基带处理，同时，实现小区ID的共享。小区缩小的优势十分明显，能够满足跨地域频谱的应用，同时，降低竞争位置用户的数量。
3.3积极构建新型网络构架
在未来5G通信技术发展中，应用的主要接入网架构为C-RAN，融入集中化处理、协作无线电以及实时云计算，呈现绿色无线接入网构架的特征，主要发挥低成本高速光传输网络的优势，在远端天线和集中化中心点进行信号的传递，实现更大范围基站的覆盖。这种架构应用协同技术，能够实现干扰和功耗的有效降低，频谱效率得以提升，能够实现对智能化组网的动态跟踪，达到基站处理的目的，有效降低运营成本，便于维护。
结语
综上所述，5G的发展是一个过程，尽管目前4G技术已经发展的很成熟，但是转换到5G还需要很多技术改进的地方，通讯行业应该加大对5G技术的创新支持，今早的实现5G，为用户带来全新的网络体验。综上所述，加快5G移动通信网络技术的发展是满足人们日益增长的移动数据业务的需求的必然举措。目前5G移动通信网络技术发展还不够完善，行业内要提高对该技术的重视程度，技术人员也要加大研究的力度，推动5G通信技术的发展
参考文献：
[1]赵艳薇.“无线通信网重大专项”取得阶段性突破4G规模最大5G争取“领跑”[J].通信世界，2017（02）
[2]尤肖虎.潘志文.5G移动通讯发展趋势与若干关键技术[J].中国科学：信息科学.2014.5.
论文作者:杨梅
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/26
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