5G移动通信技术优化探究

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摘要：高质量通信体验作为移动通信技术领域追求的目标，为了满足这个目标要求，5g作为一个新式的移动通信系统被发展起来，5G移动通信技术将实现超高的提供超高连接数密度、移动超度、低时延高可靠的通信服务，并能够为客户提供更加快速、灵活的业务体验。同时还能优化网络建设运营的能耗、成本，实现拓移动通信产业空间的拓展。基于此，笔者结合自身工程实践，对5G移动通信技术的关键技术进行了探讨。

关键词：5G移动通信；关键技术；优化

目前，移动宽带业务的增长率持续上涨和物联网等有关新技术的推动，给移动通信网络技术的发展带来机遇的同时也带来了挑战，移动通信网络需要朝着连续广覆盖和热点高容量场景优化。信息和网络技术的快速发展需要更加高速、高效和智能化的移动通信技术作为其发展的基础。5G移动通信技术，是在4G通信技术基础上发展起来的新技术，实现更快速的网络传输。目前我国也致力于5G移动通信技术的研发，移动通信技术的发展是必然的，并具有广阔的应用前景。

15G移动通信技术特点

与现阶段的移动通信技术相比较，5G移动通信技术需要表现上更强的优势，满足超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性的需求，确保5G网络将向性能更加优质、更加智能、功能更加灵活方向发展，和目前的4G相比，5G移动通信技术的特点可以从下面几点来说明：1.1增加数据流量，网络性能更加优质。未来移动数据流量的发展趋势可能是现在的1000倍左右，5G移动通信技术需要超高流量密度、超高连接数密度及超高移动性的接入要求，吞吐量在繁忙之时需要提升，同时进一步提升网络的频谱效率。1.2扩大联网设备的数目，网络运营更加智能。近年来智能终端快速发展，5G移动通信技术需要具备将全面提升智能感知和决策能力。与4G相比，5G网络覆盖的范围内，职称的设备数量应该增长100倍以上，并能够快速通过对地理位置、用户偏好、终端状态等特性的实时感知和分析，实现数据驱动的精细化网络智能功能部署。1.3提高用户速率，网络功能更加灵活。5G以用户体验为中心，支持丰富的移动互联网和物联网业务需求，对于一些较为特殊的用户速率可提升至100Mbit/S。同时在核心网方面，网络功能在演进的分组核心网(EPC)基础上进一步简化与重构，提供更加高效灵活的网络控制与转发功能。1.4降低网络能耗，网络生态更加友好。5G移动通信技术的发展遵循绿色低碳和低能耗的发展路线，在和当今同等能耗水平的基础上，能提高1000倍的流量需求。同时，5G将以更开放的网络支撑新产业生态和垂直行业的应用需求，实现与第三方应用的友好互动，强化定制服务，刺激业务和网络创新环境，最大限度地优化网络服务价值。

25G移动网络需求分析

5G网络已不单纯指移动网络，而是需要与互联网及物联网深度融合，营造个性化和智能化的融合网络服务体系。基于上面对5G移动通信技术的特点的分析，为了满足未来移动网络数据流量增加1000倍以上以及用户体验速率提升10～100倍的要求，未来5G移动通信技术需要注重骨干传输链路的容量、核心网、无线接入网络的吞吐量的提升，主要在以下三个方向同时进行提升：一是，进行新的无线传输技术的优化，提高互联网资源利用率；二是，通过设计全新的互联网体系架构，实现通信系统的吞吐率的提高；三是，深入开发新的频率资源，使未来无线移动通信的频率资源扩展四倍以上。

35G移动通信技术优化

为了提升5G网络系统性能，容量和无线频谱资源的利用率，满足用户的多样性需求，下面笔者主要通过对新型双工技术全双工通信技术、NOMA技术、Femtocell技术分析。全双工通信技术可以实现同时同频的信息传输，实现通信系统的频谱利用率的提升；NOMA技术可以实现各用户的信息混叠传输设计，采用NOMA技术在发送端根据不同用户分配不同的功率可实现功率域的多址接入，获得频谱效率的进一步提升；通过在热点区域密集部署Femtocell基站，不仅满足5G移动通信的需求，提升空间复用，同时能够与现有无线通信技术良好共存。3.1全双工通信技术。随着人们对于大容量、高兼容性通信的需求与日俱增，那如何提升5G移动通信系统的容量？频谱效率更高、双工方式统一的传输成为5G移动通信优化中急需解决的问题。相比于传统的TDD和FDD双工模式，全双工模式从理论上可以使空口频谱效率提高1倍，实现了收发控制自由度的改变，不再受限传统网络频谱资源的使用方式的限制，主要优点如下：实现网络的吞吐量的提高并改善隐藏终端问题，一定程度上提高无线网络用户的公平性；在传输节点上可以实现同一频段上的信息的发送或者不同的频段上的信息的传输，频谱资源的利用较为灵活。在进行信号输送的时候能同步接收反馈信息，避免反馈延迟；中继节点在接收源节点发送信息的同时将信号转发至目的节点，避免传输时延；采用全双工模式进行信息交互时，由于干扰的存在，能避免被窃听者破解密钥，提高网络安全性能。虽然5G移动通信技术在应用的过程中存在优点很多，但在实际的应用过程中，同时全双工技术在多天线等情况下应用的难度较大。全双工通信技术应用于基站则可支持上行链路和下行链路的双工数据传输，但面临的挑战是基站对自干扰消除的性能要求高，虽然目前结合数字域、模拟域和天线域的自干扰消除技术可基本满足基站的自干扰消除要求。但是全双工通信还存在移动终端之间的收发互干扰、相邻全双工基站间的收发互干扰等现象，需要克服的干扰难度较大。3.2NOMA。技术多址接入是进行无线物理层优化的关键技术之一，要满足5G海量连接、大容量、低延时等要求，需要对多址接入技术进行优化。非正交多址NOMA技术是为了满足频谱效率和系统容量等新的需求而产生的，不仅能够成倍地提升系统设备接入量，还没满足一些上行密集的5G场景，比较适合未来5G通信技术发展部署。非正交多址NOMA技术的优化思路主要是在发送端采用非正交发送，通过主动引入干扰信息，并通过在接收端采取干扰消除检测接收机实现正确解调，实现是频谱效率和系统吞吐量的提升。另外由于NOMA可以不依靠反映信道状态的CQI或者CSI信息就可以获得鲁棒的系统增益，不仅能降低网络传输时延，终端功耗也可以降低，为实现绿色通信打下良好基础。目前NOMA技术优点很多，但在应用过程中面临的挑战和问题还是不少：比如在前面我们提到的由于发送端主动引入了干扰信息，要实现接收端对信号的正确调解，首先要进行干扰信号的消除，这就决定了NOMA技术系统存在一定的复杂度。其次，在减少用户接入时延这个问题上，由于SIC接收机进行信号检测需要分多级来进行，在每一级的检测过程中都会存在时延，一旦存在干扰用户数量比较多的情况，会出现总时延较大的现象，这需要提高硬件处理能力来达到时延的降低。最后是与其他技术的兼容问题，在5G移动通信技术中，MIMO、AMC等技术还在应用，这些技术会给SIS信号检测带来一定的干扰，加强与这些技术的融合还是目前重点研究的方向。3.3Femtocell技术。随着目前数据流量将发生井喷式的增长，5G移动通信网络也应该对应向多元化、宽带化、综合化、智能化的方向改善。为了满足无线数据业务的快速增长和室内深度覆盖的要求，需要通过灵活的小型基站部署去克服5G移动通信中的盲点和热点。5G移动通信所使用的频段比4G要求更高，小型基站不仅要提供更好的信号覆盖，还要提高5G网络容量。而Femtocell因其部署灵活和低功耗等优点在未来5G移动通信技术应用中有较大的前景，通过使用大量的Femtocell基站完成用户的接入，可以弥补一些室外宏基站覆盖严重不足的室内区域，能够为室内移动用户带来高速、高质量的移动服务。

4结语

未来移动通信技术和产业将迈入5G移动通信的发展阶段，5G移动通信网络和相应的技术体系越来越呈现出一种纵横交错、深度融合的趋势。考虑到以后的通信发展需求，以上是笔者结合自身实践经验，对5G移动通信技术进行的一些探讨。

参考文献：

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[3]陈鹏,刘洋,赵嵩,朱剑驰.5G关键技术与系统演进[M].北京:机械工业出版社,2016

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[5]董爱先，王学军．第5代移动通信技术及发展趋势[J].通信技术,2014，(3)：235-240.

作者:陈海林 单位:公诚管理咨询有限公司第四分公司