中通服建设有限公司
摘要：伴随着无线网络通信技术的持续性发展，目前我国已经基本普及了第四代移动通信网络（4G），同时4G 技术在我国的应用相对而言比较成熟。目前随第五代移动通信网络（5G）技术的持续性发展，关于5G 技术的研究也在不断增多。对此，为了更好的推动5G 技术实现并发展，本文简要分析5G 技术对移动通信网络建设方式的影响，希望可以为相关工作者提供一定帮助。
关键字：5G 技术；移动通信网络；网络建设
1、5G 技术发展趋势综述
第五代移动通信技术（英语：5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation，简称5G或5G技术）是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。Release-15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署。Release-16的第二阶段将于2020年4月完成，作为IMT-2020技术的候选提交给国际电信联盟（ITU）[1]。ITU IMT-2020规范要求速度高达20 Gbit/s，可以实现宽信道带宽和大容量MIMO。2019年10月31日，三大运营商公布5G商用套餐，并于11月1日正式上线5G商用套餐。
2、5G 通信网络的架构现状
5G移动网络与早期的2G、3G和4G移动网络一样，5G网络是数字蜂窝网络，在这种网络中，供应商覆盖的服务区域被划分为许多被称为蜂窝的小地理区域。表示声音和图像的模拟信号在手机中被数字化，由模数转换器转换并作为比特流传输。蜂窝中的所有5G无线设备通过无线电波与蜂窝中的本地天线阵和低功率自动收发器（发射机和接收机）进行通信。收发器从公共频率池分配频道，这些频道在地理上分离的蜂窝中可以重复使用。本地天线通过高带宽光纤或无线回程连接与电话网络和互联网连接。与现有的手机一样，当用户从一个蜂窝穿越到另一个蜂窝时，他们的移动设备将自动“切换”到新蜂窝中的天线[3]。
5G网络的主要优势在于，数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络，最高可达10Gbit/s，比当前的有线互联网要快，比先前的4G LTE蜂窝网络快100倍。另一个优点是较低的网络延迟（更快的响应时间），低于1毫秒，而4G为30-70毫秒。由于数据传输更快，5G网络将不仅仅为手机提供服务，而且还将成为一般性的家庭和办公网络提供商，与有线网络提供商竞争。以前的蜂窝网络提供了适用于手机的低数据率互联网接入，但是一个手机发射塔不能经济地提供足够的带宽作为家用计算机的一般互联网供应商 。
3、5G 技术对基站建设的影响
现如今 4G 移动通信网络环境下，人们的很多需要仍然没有得到满足，人们仍然抱怨网络速度慢，影响到了日常生活的观影、信息交流。这种抱怨较比 3G 网络时代更甚，由此可知人们对网络速度的要求是一个深不见底的需求，那么未来通信网络建设面临的问题就是保证数据传输的稳定、数据传输的保真、网络无须缓冲低延时，要充分地满足人们生活对移动通信网络提出的需求。但是 5G 技术利用的是毫米波和厘米波，虽然频段资源充足，但是由于其属于短距离数据传输，基站数量不足会造成数据传输失败，需要在升级原来 4G 基站的基础上，科学地增加 5G 基站，从而保证 5G 技术中毫米波、厘米波短距离传输不受影响，不发生衰减和变异。为了实现这一目的，就必须在提升以往基站功能的基础上，将新基站建设转移到相应的社区当中，以保证数据短距离传播的稳定性和有效性。之前4G 技术下，我国通信网络建设的基站都比较大，满足了人们通信 4G 技术的网络要求，但是 5G 技术下网速高达 20 GB，是4G 的 20 倍，必然需要更加庞大的基站系统以及稳定的运行环境，而已经投资建设的基站不能拆除，只能想办法升级，不能建设大型基站，传统基站又不能拆除，形势所迫微型基站便横空出现，其放置于各个社区当中，作为传统基站的有效补充。
时下流传基站对人们生活产生辐射，对人体健康产生影响，而实际上 4G 基站产生的辐射仅是国家规定标准的 1/5，远远没有达到伤害人体健康的程度。不可否认，社区基站、街边基站的建立的确能够解决传统基站导致的信号不精确的问题。不过目前室分器件象：功分器、耦合器、电桥、衰减器等并不能满足 5G 技术之下的高频传输，也就是说在未来通信网络建设中，需要重新生产一批适合 5G 高频的室分器件。原来的那些室分器件只能报废，等同于造成资源浪费。
4、5G 移动通信网络关键技术
4.1 MIMO 技术
此项技术是 5G 技术中最重要的技术，能够提升信息传送的速度，此项技术也被称为大型天线系统，以 4G 作为发展基础将天线数量增加到上百根，保证多个用户在同一地区实现通信功能，额外的天线能够整合出一个空间存储信号能量，能够有效利用能源。此项技术所使用的部件价格低廉而且能耗少，使用户能够广泛使用，将传统研究中遗留的问题解决并提出了新的发展方向，但是此项技术也存在一些问题，例如如何将大量的低成本部件结合在一起，在终端如何加入新的资源等等。目前国产手机华为、中兴等已经开始研制此技术，研究过程比较顺利，预计未来两年之内将会实现使用。
4.2毫米波通信技术
此项技术是微波高频、光波低频的发展，世界上所使用的频段资源比较少，都是处于 6Hz 以下，但是毫米波的资源比较丰富，但并没有完全被开发利用，所以未来的5G 将会在此频段上研究，开展全新技术，将 UDN 和 LTE 重叠覆盖，相互合作相互影响，基站的天线数量将会增加，所要求的波长不需要太长，正符合毫米波技术的发展。目前有研究已经实现在毫米波上使用 MIMO 技术，明显提升了容量空间以及使用效率，客户在下载资料的时候速度更快，此项技术可在未来实现可触性互联网等，为移动通信技术开发新方向。在分析5G 应用市场的时候，空口设计需要在多样发展、长尾性、不确定性等特点中为所有的行业制定统一的空口框架，满足设计要求的差异以及业务需求。
4.3 D2D 技术
此项技术主要实现设备之间的通信，提升用户的体验满意度以及使用质量，解决蜂窝网络中数据传输中流量浪费的情况，很多研究者不断研究此项技术，目的是解决在基站范围之外还能连接到蜂窝数据，此项技术在应用过程中能够将用户之间的距离变得更远但是不影响通信，提升设备之间通信的速度，同时耗电量小，目前此技术所展现的形式主要是广播、单播等，所以在调度过程中操作性复杂，难度比较大。对比蓝牙功能，此技术的通信距离比较长而且稳定，蓝牙需要用户手动设置密钥，所使用的频段是非授权的，安全性不高，质量不稳定，所以面对当前使用环境，此项技术的应用将会在市场上占据重要地位，实现大规模的移动网络通信服务。
4.4 云网络技术
虚拟化的网络功能强调功能而不是架构，高度重用商用云网络，分离控制面、数据面以及管理面，支持不同网络功能需求，灵活制造新虚拟网络，支持新网络服务。网络功能虚拟化的核心理念是把网元软件和硬件解耦，以通用硬件为基础，利用软件编程实现网元功能，并把多种虚拟化的网元硬件归成标准化通用 IT 设备，也就是高容量服务器与存储器、数据交换机，提高系统灵活性与运行维护效率，向现网架构映射云中部署功能，发挥平滑演进能力。
参考文献：
[1]吴大鹏，闫俊杰，杨鹏.面向 5G 移动通信系统的智慧城市汇聚及接入网络[J].电信科学，2016，32（6）：52-57.
[2]张志.探究5G 移动通信技术下传输未来发展趋势[J].电脑迷，2018（12）：156.
[3]彭依仪.论 5G 移动通信发展趋势及关键技术[J].信息通信，2016（12）：257-258.