摘要：本文主要简述了5G概述、5G技术的特点，以及对5G移动通信网络研发的关键技术进行了分析。
关键词：5G；移动通信网络；关键技术
一、5G概述
5G作为新一代无线移动通信网络，主要用于满足2020年以后的移动通信需求。在高速发展的移动互联网和不断增长的物联网业务需求共同推动下，要求5G具备低成本、低能耗、安全可靠的特点，同时传输速率提升10到100倍，峰值传输速率达到10Gbit/s，端到端时延达到ms 级，连接设备密度增加10到100倍，流量密度提升1000倍，频谱效率提升5到10倍，能够在500 km/h 的速度下保证用户体验。5G将使信息通信突破时空限制，给用户带来极佳的交互体验；极大缩短人与物之间（一）5G的应用场景
3G与4G主要聚焦于“移动宽带”这一应用场景，致力于给用户提供更高的系统容量以及更快的无线接入速率。预计到2020年，各种物联网应用将得到广泛普及，智能电网、智慧城市、移动医疗、车载娱乐、运动健身，未来5G网络支持虚拟现实、超清视频以及移动游戏等应用服务，这类移动交互式应用对无线接入带宽和通信延迟有很高的需求。在公共安全方面，如：紧急语音通话、无人机远程监测、入侵监测、急救人员跟踪等场景，5G通信系统需要具有“零延迟”、高可靠性的特点。
（二）用户终端对5G的需求
未来5G网络主要面向以终端用户为中心的通信服务，注重提供更好的用户体验。面向2020年及以后，超高清视频、增强现实、云存储、在线游戏等业务均要求5G网络提供比现有网络更高的无线接入宽带和“无感知”的时延。未来5G网络必须具备在自然灾害、战争、病疫等发生之前能够实时提供准确的应急通信服务。在高速的移动实体，如：高铁、飞机等交通工具中，5G网络必须要具有非常好的移动性支持，为用户提供实时网络接入，邮件收发、娱乐等服务。“游牧式”的移动终端设备对移动性能要求不高，但在网络可靠性以及弹性方面有很高的要求。目前，对于能量利用效率与能耗的重视程度越来越高，网络功能的执行不应该过度地消耗能量，5G 应能支持更低功耗，成为更加绿色环保的移动通信网络。
二、5G技术的特点
（一）5G 技术最主要的特点是将更关注于用户体验方面，实现网络的广域覆盖功能。如果4G 技术与3G 技术相比最重大的突破是速度的话，那么5G技术与4G 技术相比最重大的突破就是更广范围无处不在的强大连接功能。使使用者无论身处何方，所用的是什么设备都可以迅速连接网络。
（二）其次，根据白皮书中的要求，5G还将实现低功耗的优点。众所周知，4G尽管速度上比起3G 大幅度提升，但是对于手机电池的要求也大大增加。而目前不仅是手机可以连接上网，可佩戴式的智能手表，智能手环也开始出现在人们的视野之中，而这些设备所重视的并不是传输速率，而是耗电量。低功耗特点的实现将会大大提升其他智能设备的研制与开发。
（三）热点高容量也是未来5G技术发展的重要研究方向。该特点的实现将可成功消除4G技术由于流量需求大时传输速率就会大幅度下降的缺点，同时，在人口密度大的地方运用此技术也可以使传输速率平均分配，不会出现卡顿以及消息滞后的情况。
（四）5G技术的低时延特点将针对于对时延性及可靠性要求高的工商业方面，目前世界上普遍对5G低时延的认识是其低延迟性达到1ms且稳定度和可靠性超过99．999%，每位用户最小容量达到1Gbps。
（五）更好的端到端性能。如何改善端到端性能也是5G目前面临的重要问题，智能设备的某些程序由于需要一直不停的运行，因此设备就会持续不断地向搜索信息的服务器发送信息请求，确保时时保持连接。然而这样就会使端到端性能变差，使得信息发送以及下载变得迟滞。
三、5G移动通信网络研发的关键技术
现今在5G移动通信网络中所应用的技术主要有：SON技术、异构超密集部署、SDN技术等三大技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆相较于其他两种技术SON技术在人力资源投入、物资消耗等方面都较少，对于减少电信运营商的运维等方面有着较强的效果。现今的SON技术仍然处于研发阶段，仍然具有相当的技术难题待攻克，但是SON技术在物资、资金等方面的优势值得电信运营商加大在SON技术上的投入。异构超密集部署技术是5G移动通信网络为应对以往移动通信网络中所出现的密集部署问题所研发的，但是不足之处是异构超密集网络技术在缩短了数据传输中的各个节点之间的距离后，会导致出现问题的几率大幅增加。因此，需要加大对于异构超密集网络技术的研究力度，以便5G移动通信网络能够取得良好的通信效果。SDN技术又被称为软件定义网络技术，相较于以往所采用的移动通信网络技术，SDN技术在操作的简便灵活性、设备简化等方面都有着较大的优势。在SDN技术的应用过程中主要是通过中心网络控制器来实现对于移动通信网络的优化和对无线资源管理的优化，以便取得良好的管理效果。
在5G移动通信网络技术上能够支持多种制式的无线网络，在其无线网络层的结构上主要由上级网和下级网两大网络层组成，其中上级网络层主要适用于移动终端而下级网络层则主要适用于接口。同时5G移动通信网络根据IP地址来对网络中的各种终端进行区分。5G移动通信网络在运行的过程中将会受到无线技术的大量干扰，为减少干扰对5G移动通信网络所带来的影响，需要在5G移动通信网络中对于超密集布置的网络进行切换算法的合理选择。
在5G移动通信网络的技术中高频段传输技术是5G移动通信网络所面临的主要难题之一，现今移动通信网络所采用的频段多为3GHz以下，随着移动通信的普及以及移动数据应用量越来越大，传统的频谱资源在不久之后将会消耗殆尽，在高频段，则可以通过采用64根天线来使得传输的波束赋技术得到充分地发挥，可以使得移动终端在天线2km的范围内达到1Gbit/s的下载速度。因此，高频段将是5G移动通信网络今后应用的重点，可以充分利用设备与天线数量较多的优势以确保频谱资源满足用户的需求。但是高频段技术的传输距离较近，还会受到天气的较大影响，因此5G移动通信网络在应用高频段技术时需要继续研究以解决这一难题。5G移动通信网络现今需要解决的难题是要充分提高频谱的利用率，通过发挥天线数量充足的优势以使得用户在进行移动数据使用时不会受到频谱不足的影响。同时在5G移动通信网络的应用过程中，不仅要提高无线信号的覆盖率，且需要使无线信号不会对周边环境造成影响。在以往通信技术的发展过程中，通过采用多天线的方式来提高频率的利用效率，通过有源技术在天线上的应用使得当前所使用的数据发送天线最大可以得到128根，极大地提高了无线信号的覆盖范围和频谱的利用率。
5G移动通信网络所用到的另一个关键技术是同时同频全双工技术，通过采用此项技术可以使得天线的可用频谱效率大幅增加，突破了传统频谱资源对于移动数据通信的束缚，从而使得频谱资源发挥出更大的效用。在5G移动通信网络中所运用的同时同频全双工技术可以使得传统应用中的TDD和FDD双工技术水平得到充分地提升，通过实验室的理论测算，在5G移动通信网络中使用同时同频全双工技术将会使得传统的频谱利用率得到原先的200%以上。在5G移动通信网络另一项关键技术则是直接通信技术，在应用5G移动通信网络的情况下将可以完成不同通信设备间的直接通信，从而使得移动终端的时延和能耗大幅下降，同时5G移动通信网络通过使用直接通信技术将会使得频谱资源发挥出更大的利用效率。
5G移动通信网络为提高数据流量则需要通过采用密集网络技术在提高数据流量。对于热点地区和室内为提高5G移动通信网络的使用性能需要加大5G移动通信网络的覆盖率。现今随着各种智能设备的应用使得移动数据通信的使用量猛增，为提高5G移动通信网络的数据通信能力需要采用超密集网络技术来加以实现，在确保网络覆盖率的同时确保系统容量的大幅提升。同时在5G移动通信中通过利用云计算平台强大的计算能力来实现对于5G移动通信的智能配置和模式的切换，从而实现5G移动通信的自动智能组网。
总结
这是一个移动互联网时代，移动通信网络拥有很高的需求量，高质量、安全、快速的移动通信网络需求量逐渐增加，当前4G 网络已经逐渐普及，5G 网络时代即将到来，对于5G 网络来说必将更加的方便快捷、安全性更高，对于5G 网络的关键技术进行分析，有助于促进其更好的发展，随着5G 网络的发展，移动通信网络必将迈向一个新时代。
参考文献：
[1]5G移动通信网络关键技术综述_赵国锋
[2]5G移动通信网络关键技术及分析_方汝仪
[3]5G移动通信网络关键技术论述_李佳
[4]5G移动通信关键技术及发展趋势分析_刘平
论文作者:梁文乐
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/25
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