5G移动通信网络架构与关键技术要点探讨论文_孔,义,吕,强

5G移动通信网络架构与关键技术要点探讨论文_孔,义,吕,强

(易讯科技股份有限公司)

摘要:现在人们在生活和工作上已经完全离不开手机,因此,运用好5G移动通信网络技术是十分关键的,之前移动网络通信还经历过2G、3G以及目前还在持续的4G阶段,人们对移动通信网络技术的需求逐渐随着网络技术的发展快速性进行提高,未来满足人们更大的需求以及随着信息时代的发展,移动通信逐渐推出5G移动通信网络,其特点是更快速、更稳定,并能够有效的增加覆盖网络区域性,使移动信息传输的速度更快。

关键词:5G移动通信;网络架构;关键技术;要点

1 5G移动通信网络架构

1.1网络部署场景

5G网络在场景部署方面,基本与现有4G网络相同。在应用中也主要围绕室内和室外模块开展。5G将以统一的空口技术框架,沿着低频和高频的新空口及4G演进,依托其多样化的技术形式而应用于不同的场景。根据以往业务发生的流量计特点,室内场所的流量应用是其最集中的部分,占到MBB业务的近八成。在部署网络时需要考虑到严苛的室内覆盖和容量问题。例如,针对一些小型的热点区域,可以通过在室外设置微基站,以其作为主要信号源来覆盖5G网络至室内。至于大型室内建筑,运营商则可以采用DAS系统对建筑物进行室内场景的覆盖。当然,DAS目前并不完全支持5G主流频段。当DAS受限时,则可以采用HetNet网络来解决DAS管控难、定位难的问题。针对室外的场景部署,需要更多地考虑到网络的覆盖问题及数据传输问题,因为这些室外场景区域往往集中在密集的居民小区、建筑高且密集的楼宇、人口流动量大的商业场所等。所以对于这些室外场景的部署,可通过分布式基站、MIMO天线技术等多样性的方式来实现。当然,在对于MIMO天线技术、SmallCell的应用中,可以考虑利用蜂窝系统作为实现一定网络部署的辅助技术。此类覆盖方案可有效保证室外网络的覆盖率及实现5G数据传输速度的最大化。

1.2接入网

从目前接入网应用形式来看,主要包括三种形式:其一,对现有的接入技术做多网多制式融合;其二,构建网络基站,并以此分配虚拟资源;其三,关于信息边缘的缓存与传递。在接入网的多种技术融合上,无论是对于传统的2G、3G,抑或是如今的4G、Wi-Fi技术等不同的接入方式,都可以考虑引进单一的无线控制器以实现5G网络的接入。在针对移动网络的信息边缘缓存及传递上,接入网的设置可以说是带来了极大的柔性操作。无线接入网络能力当被开放给第三方业务服务商,可以使得服务的提供适配网络能力增强和网络条件优化,提升用户的实际体验。利用接入网进行数据的传输可以有效优化数据传输的路径,实现数据平面的良性发展。

1.3核心网

5G网络作为未来移动网络发展的通信主体角色,将会拥有更高效的数据传输速度及强大的数据处理能力,因而针对其核心网的设计及应用将是其发展的重中之重。在未来的5G移动发展规划中,其核心网相对于以往将会有更强大、更丰富的通信能力。5G核心网将会以新姿态向分离式架构演进。一是网络功能的分离,吸收了NFV云原生的设计思想,以别具一格的软件化、模块化的方式来构建网络;二是控制面和用户面的分离,使得用户摆脱以其为中心的约束,更加灵活地部署于接入网与核心网。但是新核心网的核心功能仍然存在,只是朝着更灵活、易开放、易扩展的方向发展。

2 5G移动通信技术优势

2.1频谱利用率高

在目前的移动通讯技术中,在高频段的频谱资源利用率受到现在科学技术的制约,受到高频无线电波穿透力的影响,在新技术中,通过有限和无限宽带技术与光载无线组网相结合,使高频段的频谱资源使用时不再受到阻碍,因此在新技术中,高频谱的频谱利用率将得到提高。

2.2通信性能提高

在通信性能方面,新技术针对多用户、多天线、多小区以及广泛多点的共同合作以及组网的研究力度加强,并取得了较大的进步和突破,对传统形式下的通信系统技术理念进行了进一步的更新。

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2.3设计理念先进

室内通信是移动通信业务的核心内容,因此室内通信业务优化是实现通讯技术升级的有效途径,新技术在室内无线网络的覆盖率以及室内业务支撑能力方面一直加强研究和突破,同时也建立了更先进的设计理念。

3 5G通信关键就技术

3.1高频信号传递技术

目前的移动通信技术是基于3GHz基础之上的,随着通信市场中用户数量以及信息传递流量的增加,现阶段的频谱资源短缺问题日益突出,在高频率频段中,如28GHz范围中,可以通过增加到64根天线,加上相关的波束赋形技术应用,就能够在2km范围内实现美妙1Gb的下载速度,高频率信号传递技术是5G移动通信技术研究中的核心技术内容,相对于传统传递技术这一信号传递技术的优势更为突出,在高频率信号传输技术中,借助相应数量的天线以及设施应用,能够有效对于目前频谱资源不足的现状进行改善,而高频率信号传递技术目前在应用中还有一些信号传输距离限制问题,技术应用受到的天气影响也比较大,这也是影响这一技术在5G移动通信中有效应用的阻碍因素,是目前技术研究突破的重要方向之一。

3.2多天线信号传递技术

现阶段,5G移动通信要实现频谱使用效率的大幅度提升,这也是5G技术显示其技术优势的重要标准。多天线信号传递技术主要工鞥是对于各用户单位之间干扰的降低,扩大无线信号的覆盖范围,多天线信号传递技术对于提升频谱使用效率具有显著作用,借助相应的技术研发以及改进,基本可以实现天线数量增加到128根的目标,在此基础上研究相应的5G通信技术,能够有效避免相关用户之间的信号干扰,促进整体无线信号区域覆盖范围的不断扩大。

3.3双工技术

借助统一时间统一频率的双工技术应用,能够显著提升频谱使用效率,这是满足5G通信需要的技术应用,对于弥补传统频谱资源利用不足的问题具有一定作用,还能够促进相关频谱使用的多元化发展。5G移动通信技术开发中,强化双工技术应用,能够实现整体频谱使用效益提升,这一技术至少能够提升频谱使用效率一倍以上,但是在具体的技术应用中,也存在相关的问题。

3.4密集型网络技术

5G移动通信技术应用中,基本目标是要实现网络数据在流量上提升1000倍,这一目标的实现需要借助相关的网络技术以及无线网络技术,密集型网络技术主要是通过无线网络中数据流量在热点集中区域,通过这样的设计来改善用户在网络应用中的实际体验效果,这种技术应用对于强化无线网络覆盖力具有显著作用。未来,智能化数据终端普及是必然趋势,用户的无限网络数据在一定程度上也会实现有效的普及应用,密集型网络技术对于提升数据流量速率,实现1000倍的传输目标上具有重要作用,还能够实现网络系统的信息容量。这一技术在应用中会带来一定的小范围信号干扰,所以做好抗干扰设计和技术优化很有必要。

结束语:随着社会的进步,5G网络的高频组网与新空口的设计等发生了重要的转变。因此,5G网络技术就需要秉承科学发展观的主要思想,向着小微化、数字化的发展方向进行延伸。5G技术对核心网建设、接入网建设、业务网建设、基站建设等都产生了重要的影响,故需要在4G网络的基础上,研究如何降低资源的浪费情况,完成5G网络的完美过渡。

参考文献:

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[3]卓业映,陈建民,王锐.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].中国新通信,2015,17(08):13-14.

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[5]朱蓓.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].智能建筑与智慧城市,2018(11):85-86.

论文作者:孔,义,吕,强

论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期

论文发表时间:2019/12/9

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