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5G通信关键技术及其发展

发表时间：2020/8/12 来源：《基层建设》2020年第10期作者：刘群

[导读] 摘要：目前，我国移动通信技术水平不断提高，5G技术在其中的应用为信息通信奠定了稳定的基础保障。

        国网山西省电力公司忻州信息通信公司山西省 034000
        摘要：目前，我国移动通信技术水平不断提高，5G技术在其中的应用为信息通信奠定了稳定的基础保障。文章通过对5G移动通信技术网络架构进行分析，探讨5G通信关键技术的应用与未来发展趋势，希望文章论述能够为相关工作提供一些帮助。
        关键词：5G通信；关键技术；通信技术；通信网络
        引言
        5G是属于第五代的移动网络通信系统，它主要是以可持续发展的方式满足不断增长的业务量浏流量，并能够实现超低时延、超高速率以及海量连续等多样化的业务需求。与此同时，还能够为用户提供超高流量密度、接近于“零”时延的使用体验以及超高移动性等多种场景相一致的服务，从而实现用户感知以及业务的智能优化。通过将5G移动通信技术与其他前沿的科技技术进行有效结合，进而为社会发展提供更多便利，是其通信发展的重要目标。因此，对其关键技术的研究也逐渐成为近年来的重点内容。
        15G移动通信网络构架
        在5G通信架构中，主要包括接入网、网络部署场景和核心网三种结构。对于接入网而言，5G通信技术人员应对其进行科学设计。在设计时，应把控以下要点：一是融合异构多接入技术，并在无线控制器设备帮助下对其进行精准控制，同时要确保接口具有较高的兼容性，奠定良好的性能根基；二要从数据资源出发进行高效处理，以基站为处理平台，实现数据资源的虚拟化处理，此为网络协调运行的重要前提；最后针对资源传输系统，接入网的设计应关注资源传输路径与传输行为的严谨性，要确保将浏览内容与用户偏好充分匹配。对于网络部署场景而言，主要分为室内和室外两种，技术人员需要制定针对性的部署措施。对于室内网络场景的部署，可以选用大型天线，室外网络环境的部署则增加基站的建设数量，并在光缆连接与零部件的合理布设下确保5G移动通信网络的通信速度符合通信要求。对于核心网，应从优化用户服务质量出发，合理连接用户网络与外部网络。技术人员应将网络元件作为数据信息的接收元件，并配备专业的硬件以提高核心网与网络连接的灵活性。
        25G技术的优势
        就5G技术的应用优势进行探析，主要包含以下方面：第一，低功耗、低成本。5G技术的研发是经过分析用户通讯网络使用特点以及业务发展实际而进行设计，因而5G技术更加注重设计配置，网络资源优化；与前几代移动通信技术相比5G技术有效的降低了功能消耗、建设成本。第二，提升频谱利用效率。与4G网络不同的是5G技术高频段振动谱是核心，居于重要地位，将频谱的利用效率大大提升。5G技术综合了宽带技术、光载无线组网等技术，功能更加全面。第三，用户体验提升。用户最关心的是网络的体验感，5G技术可以做到大范围的网络全覆盖，使用户在体验网络时不受空间限制；同时5G技术扩大了移动网络的使用范围，可以随时实现与网络的高效连接。
        35G通信关键技术分析
        3.1超密集异构网络技术
        超密集异构网络技术在无线网络通信领域有极为重要的地位，其原因在于该技术可以存储大量信息，同时也不会影响无线网络信息的传递速率。超密集异构网络技术在实际应用期间，可以对无线网络终端的距离进行精准控制，树立无线网络终端间距，最大限度的符合无线网络信息传输与应用要求。然而期间必须要注意，这一项技术处于运行状态下可能会形成自干扰，从而带来一些消极影响。所以针对该技术的完善与优化要从结构节点处着手，对其进行有效处理，使结构形状得到优化，转变为异型结构，从而全面提升无线网络通信传输信号抗干扰性。
        3.2情境感知技术
        首先，当前研发与试验的5G通信技术，其核心的技术方向就是有效实现人与物、物与物之间的全方位通信系统，进而实现万物互联的局面。但是要能够有效实现万物互联，其最基础的核心技术就在于如何感知到相关事物间的活动以及联系方式。

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因此，情境感知技术的发展与应用无疑就能够有效实现对物与物之间终端设备的联接。例如，当前对于情境感知技术进行实际应用的智能音响，其能够通过对网络的接入而有效实现对周围事物的有效控制。这就意味着5G时代对于传感器、智能传感器、无线通信等技术的应用会更多，情境感知技术让更多用户感受到全智能时代的方便快捷。
        3.3 滤波器组的多载波技术
        多载波技术在5G通信技术中的应用频率较高，该技术能够在提升频谱效率的同时避免发生多径衰落现象。但是在利用其控制多径衰落现象时，会呈现出一定的资源浪费局限。在具体应用多载波技术过程中应关注载波频偏表现出的较高的敏感性，由此可能会影响频谱灵活度。由于地区间存在频率差异，因而在应用多载波技术时可能会导致频率较低的地方出现带宽不足并产生大量空白频谱的现象，最终会影响多载波技术的连续使用效益。由此，技术人员研究出了基于滤波器组的多载波技术，该技术能够优化5G移动通信网络系统，还能够满足各个载波之间的独立运行要求，使其处于相应的运行状态中，因而能够有效的抵抗外界干扰。
        3.4全双工技术
        在4G通信移动技术之中，信号常遭受到各种干扰进而导致信号在传输的过程之中出现不稳定的状况，极大的影响了通信体验。而4G通信技术在使用的过程之中遭受到干扰的主要因素是信号的接受和发射端受到限制，进而导致了信息的传输受到了较大的影响。在5G通信技术之中采用全双工技术的目的是有效的解决信息在传输过程之中存在的干扰问题。这一技术在实际应用的过程之中将根据发射和接受端被干扰的特点，进而采用有效的消解技术进而有效的解决通信信号受到干扰的问题。现阶段全双工技术已经在数字信号传输和模拟信号传输过程之中得到了非常广泛的应用。目前使用这一技术对信息传输进行抵消处理，将有效的解决信号质量问题。
        3.5大规模MIMO技术
        随着信息时代的不断发展和进步，用网的人数也越来越多了，这会导致网速的传输和接收速率降低，信息的处理没有达到及时化，为了解决这些问题，5G移动通信网的MIMO技术出现了。MIMO技术在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量。通过大规模使用MIMO技术，能够有效的优化信息传输的输出端和接收端的效率，进一步提高了信息的传输效率，同时在一定程度上，还能降低成本。但是由于该技术的天线数量和发出端的连接口较多，因此，我们在使用时注意干扰信号的屏蔽，可适当降低发射频率，尽量避免受到外界环境的影响。
        45G通信技术发展趋势
        5G通信技术不是在第四代通信网络技术上的改良，而是将会以全新的面貌呈现给社会大众，所采用的理论基础是万物互联。因此，在5G技术到来后，其必将会使得很多行业领域、事物之间的联系更加紧密，并具有较强的互动性，进而再次为人们的生活、工作以及学习等方面产生巨大影响。同时，在5G通信技术中，由于有效提升了峰值速率、频谱效率等，因此对于移动网络的数据传输速度也必然会做出更加重大的贡献。最后，分析当前参与研究5G通信技术的国家可知，未来对于5G移动通信网络的应用将会更加广泛。
        结语
        综上所述，在移动通信技术中5G的发展是其革命性的创新，促使人们的生活质量得到显著提高，从而更加有利于高速网络连接的顺利实现，是一种更加安全、可靠且低能耗的新型网络。在5G网络发展的过程中，绿色节能也将成为其主要发展方向，应始终坚持可持续发展的战略，而不是以能源消耗为代价。
        参考文献：
        [1]邓雄才.5G移动通信技术及未来发展趋势研究[J].无线互联科技，2019，（3）：12-13.
        [2]郑欣悦.5G移动通信网络技术实现探讨[J].中文信息，2017，（5）：6.
        [3]马艳梅.基于5G无线通信技术的应用前景分析[J].计算机产品与流通，2019（10）：55.