5G無線網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)鍵技術(shù)

摘要：無線網(wǎng)絡(luò)在人們的日常生活中越來越普及，需要數(shù)據(jù)連接才能進(jìn)行的應(yīng)用也逐漸變多，從最開始的2G到后來的3G和4G，這種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)隨著時(shí)代的發(fā)展也在進(jìn)步，而當(dāng)今的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)不能滿足于現(xiàn)有的研究，而是開始了5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的開發(fā)工作。5G無線通訊技術(shù)還處在探索階段，正式投入運(yùn)營需要一定的時(shí)間，其內(nèi)部的系統(tǒng)和資源方面的問題在國內(nèi)外的研究趨勢下得到了改善，目前在技術(shù)方面的突破很好地適應(yīng)了無線通訊的未來發(fā)展方向。本文就此進(jìn)行簡單的介紹與討論。關(guān)鍵詞：5G，網(wǎng)絡(luò)通信，技術(shù)發(fā)展一、5G無線網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀及特點(diǎn)由于近幾年來4G受到廣大用戶的青睞，它的性能優(yōu)良，傳輸速度快，這些特點(diǎn)無疑把無線網(wǎng)絡(luò)推上了發(fā)展的高峰，許多學(xué)術(shù)界和運(yùn)營商都在思考5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)界的工作組也就這個(gè)問題開展了重要的會(huì)議。從之前無線網(wǎng)絡(luò)在人們生活工作中的應(yīng)用來看，需要改進(jìn)的問題是在相對密閉的空間信號的接收和網(wǎng)絡(luò)速率的增強(qiáng)這些方面，一般在室內(nèi)信號就會(huì)比室外差，這是由于隔熱層和地理環(huán)境的影響，無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積雖然廣泛，卻也有疏漏之處，在電梯和高速列車?yán)镆矔?huì)有許多物理因素的影響導(dǎo)致信號較差，網(wǎng)絡(luò)用戶在使用數(shù)據(jù)連接時(shí)都不想看到網(wǎng)絡(luò)延時(shí)帶來的負(fù)面影響，所以技術(shù)攻關(guān)應(yīng)該從這些問題入手。研究人員就用戶的需要制定了許多應(yīng)對方針，5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的創(chuàng)新是要基于之前短距離網(wǎng)絡(luò)通信的演變，在此基礎(chǔ)上引入熱門的無線接入技術(shù)，這樣全面而綜合的發(fā)展與變革補(bǔ)充了舊技術(shù)的短板和不足。著重于減少能量消耗、加快數(shù)據(jù)速率、增強(qiáng)可移動(dòng)性。這種新型的無線接入技術(shù)具有兼容性，由于它是技術(shù)融合的產(chǎn)物，所以對低級的設(shè)施和資源并無排斥反應(yīng)，能融合已有的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源的可利用性，發(fā)揮出原有的價(jià)值。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能夠在全球范圍內(nèi)漫游，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的合理部署，所以在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的開發(fā)上要以用戶的需求為根本，考慮到時(shí)間因素，以及產(chǎn)業(yè)運(yùn)營和生產(chǎn)的進(jìn)程。無線通信處在不斷發(fā)展的過程中，第一代的通信系統(tǒng)主要功能是模擬數(shù)據(jù)運(yùn)輸和調(diào)制傳輸頻率，而現(xiàn)在的變革更加看重?cái)?shù)字化的業(yè)務(wù)，即各種信息文件、多媒體儲(chǔ)存的傳輸。國內(nèi)外的移動(dòng)通信基本處于均衡發(fā)展的狀態(tài)，而用戶量在不斷增加，各種資源供應(yīng)出現(xiàn)短缺的情況，5G網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)項(xiàng)目可以有效地解決這些問題，為爆炸式的數(shù)據(jù)提供容納空間，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無縫銜接。二、5G無線網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)通訊技術(shù)隨著時(shí)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變革也會(huì)更新?lián)Q代，人們對網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)越來越依賴，決定了移動(dòng)通訊的數(shù)據(jù)量蓬勃增長，對于關(guān)鍵技術(shù)的研究也是為了讓用戶有更舒適的使用體驗(yàn)。其中毫米波通信是物理層的技術(shù)之一，商業(yè)的工作頻段較高，而毫米波的頻段受到忽視，這不符合節(jié)約使用頻譜資源的初衷?，F(xiàn)階段要解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽匦?，就要提?G毫米波通信技術(shù)，研究者進(jìn)行了多次試驗(yàn)，收集了延時(shí)間斷和建筑物穿透等自然因素影響的數(shù)據(jù)，以這些調(diào)查結(jié)果為參考，可以得出在傳播途中由于通道和功率都不定時(shí)變化會(huì)發(fā)生信號的損毀，毫米波頻段的路徑損耗相比而言更加嚴(yán)重。高低頻段的信號在通過樓層較高的建筑物時(shí)都會(huì)有損耗，這是由于在穿透時(shí)傳播受到了阻礙，一般的解決辦法是用戶在家里安裝WiFi節(jié)點(diǎn)。當(dāng)出現(xiàn)頻繁下雨的天氣時(shí)，信號在毫米波段的傳輸路徑會(huì)受到影響，甚至被嚴(yán)重干擾。第二個(gè)技術(shù)是MIMO，它具有覆蓋范圍廣、信號質(zhì)量高、數(shù)據(jù)傳輸速度快的特點(diǎn)，同時(shí)也存在處理過程復(fù)雜的問題。升級后的MIMO技術(shù)提高了系統(tǒng)容量，減少了產(chǎn)品消耗，并且研究方向趨向于高頻段的利用，能逐漸滿足工作上高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)要求。三、5G無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場景5G網(wǎng)絡(luò)首先要注重人們通信、通話的需求，還要在數(shù)據(jù)的處理方面增加多個(gè)可操控系統(tǒng)，讓互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)容量能夠支持通信的發(fā)展。一方面是用各種技術(shù)增加系統(tǒng)容量，從多個(gè)途徑獲得頻譜資源，另一方面要通過微蜂窩和中繼這些新興的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)去解決信息累積的問題。因?yàn)樾盘柕膫鬟f要通過多個(gè)中轉(zhuǎn)站才能完成，所以要始終保持信息通道的信號功率在正常范圍內(nèi)，盡量做到不讓外界環(huán)境干擾能量效率和綠色環(huán)保的信道。通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，5G主要應(yīng)用于交通工具內(nèi)部、居民區(qū)、工作單位、廣場等地，涉及公民生活的方方面面，這些場景的人流量較大、數(shù)據(jù)連接十分密集、通訊狀況不容樂觀，對5G網(wǎng)絡(luò)提出了很高的要求。四、結(jié)束語移動(dòng)通訊在業(yè)務(wù)方面的融合遵循了互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的客觀規(guī)律，5G網(wǎng)絡(luò)處在測試階段，只有將其中的關(guān)鍵技術(shù)確定下來，提高在通信頻譜和能耗等方面效率，使設(shè)備更加智能，才能加快其進(jìn)入商業(yè)運(yùn)營的時(shí)間。參考文獻(xiàn)：[1]尤肖虎，潘志文，高西奇.5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢與若干關(guān)鍵技術(shù)，【J】中國科學(xué)：信息料學(xué)，2014，44(5：)551，563[2]imt-2020(5G)PromotionGroup5G無線技術(shù)架構(gòu)白皮書【R】.20