5G移动通信关键技术和未来发展趋势毕业论文

毕业论文5G移动通信关键技术和未来发展趋势张建军摘要在通信技术发展过程中,短短二十年中国的移动网络从无到有,从之前的模拟信号到现在的4G网络,手机和移动网络已经成为和大家生活娱乐息息相关的东西。移动网络虽然看不见摸不着,但是移动上网、通话以及热点都离不开它。10余年移动通信技术的更新换代速度明显加快,在移动通信发展的过程中,通信技术不仅有了质的改变,每一代移动通信技术的更新,也都吻合了当时社会发展的需求,有鲜明的时代特征。在当前4G移动通信技术已经普及的时代,移动通信技术的下一步发展方向是什么?通信技术的创新在哪里?人们对于未来5G通信技术的期待和关注点是什么?这些都对5G商用有着现实的意义。所以,对于5G移动通信发展的趋势以及其关键技术的探讨和研究,对于5G通信技术的进步有着积极的意义。一、5G移动通信的简介5G又称为第五代移动通信系统,根据相关专业人士的预测,5G是未来10年移动通信技术发展的主要方向。因为5G技术对于频谱的利用率和通信效能有了质的提升,因此,在频率资源利用效率以及通信传输速度等方面,与4G技术相比较,提升十分明显。5G是一个端对端的生态系统,可带来一个全面移动和联网的设备。

通过由可持续商业模式开启的、具备连贯体验的现有和新型的用例,它增强了面向消费者合作者的价值创造。基本上讲,LTE-A是6GHz以下5G无线电接入网络（RAN）的基础,而从6GHz到100GHz的频率则会同时进行新技术的探索。就拿MIMO来说,5G将该技术升级成了MassiveMIMO,当中的天线配置从16x16猛增至256x256,这将会带来无线网络速度和覆盖的飞跃。5G率先利用感知无线电技术,让网络基础设施自动决定提供频段的类型,分辨移动和固定设备,在特定时间内适配当前状况。5G移动通信还须强的灵活性,可实现自动化和智能化的网络调5G移动通信主要特征：（1）可靠性改善明显。（2）频谱利用效率大幅提高。在5G技术中,较好的改善了4G移动通信中频谱短缺问题,高频段所具有的频谱资源被较好的利用,大大提高频谱的利用效率。（3）时延也大大缩短；（4）进一步设备能源消耗。5G移动通信中更加重视能源节约,对相关设备进行了了专门节能设计。二、5G移动通信的发展趋势移动互联网技术的发展是5G移动通信进步的动力基础。在网络化发展时期,移动互联网将成为现代网络应用的基础性平台,对于移动通信的传输质量以及通信效率也提出了更高的要求,为了满足网络化时代对于移动通信的需求,5G通信技术也必将在以下三个方面做到明显的改观：（1）通信系统的智能化和系统吞吐率；（2）无线通线传输效率；（3）无线通信频率资源。

随着网络化技术的不断发展和变革,5G通信技术也必将适应网络化时代的要求,才能更好的适应不同客户群体对于移动通信的要求。一是更加注重用户体验的满足度。这就要求5G技术更加重视和改进通信网络的吞吐效率、传输速率、3D等能力,并将其做为通信质量的重要衡量指标。二是健全和完善网络覆盖,通过多点、多面、多用户、多无线进一步提高移动通信系统性能；三是进一步优化通信系统设计,实现无线信号覆盖无处不在。四是根据不同通信客户对于实时的流量需求的变化,动态调整网络资源,进一步降低运营成本和能源消耗。五是发掘频谱资源利用效能,不断提高5G通信效率。三、5G移动通信关键技术探讨在5G移动技术发展的中,不仅重视了客户体验,而且在网络技术和无线传输等主面也投入更大的精力,进行相关技术的研究与开发。下面主要就5G移动通信关键技术进行相关的探讨。(一)同时同频全双工技术所谓的同时同频全双工技术,是有效提高频谱效率的双向通信技术。在现有的通信技术中,因为受到技术和条件等方面的限制,无法实现一个信道实时双向通信。因此,造成了无线资源浪费严重的现象。而同频全双工技术,顾名思义就是指在同一个信道上,可以实时实现两个方向的操作,在发送信号的同时也接受信号。

同频全双工技术在提高频谱效率上有着巨大潜力,其利用通信设备信号机在发射通信信号的同时,也可以接收通信信号,在同时操作的传输的过程中,可以较好的提高频谱效率,使其工作效率更高。但在同时同频全双工技术中,也因其抗拒自我干扰的能力较弱,在信号同时发送和接收时,会产生严重的自我干扰,这是同时同频技术必须要解决的难题。现在学者们通过各种抗自我干扰技术的研究,结合其他通信技术,已经可以对大部分自我干扰进行消除,但对完全消除自我干扰还需要进一步技术研究和开发。(二)密集网络技术5G移动通信所能提供的流量将会是4G移动通信的千倍以上,5G网络是多种无线接入的技术,由于覆盖范围较小,如果再进行小区分割也存在很大的难度,这就需要密集网络技术的应用支持。此技术密集网络技术包含以下两方面内容：第一是通过在宏基站的外部设置很多的天线,从而拓宽室外空间,也使做到系统容量做到以增加,同时,系统灵活性更强；第二是需要在室外布置很多的密集网络。从而使通信网络各个节点之间能够相互协作,通信网络发现相邻节点的准确性与有效性都做到到增强,密集网络所能产生的信噪比增益将会更加的客观。通过网络动态的空间和时间大范围的动态变化,提高其灵活性,增加其覆盖面积,同时也是密集网络充分发挥其作用的核心,也5G移动通信的优势所在。

(三)多天线传输技术在5G移动通信技术中,为了提高天线的性能和覆盖范围,采用了所谓的多天线传输技术。此技术在使用有源天线来进行列阵,然后与毫米波联系起来,从而可以提高天线的覆盖能力,也可以达到节约能源的目标。在5G通信中,更多更多的用户空分多址（SDMA）的支持,使做到通信网络的发射功率可以大幅降低,而且其网络覆盖范围也做到到提升,从而实现绿色节能。在5G技术中,由于引入了有源天线阵列,增了基站侧协作天线的支持数量,最大数可达到128根。而且原来的2D天线也拓展为3D天线,可以与基站侧可支持的协作天线数量将达到128此外,原来的2D天线阵列拓展成为3D天线阵列,与高频段毫米波技术相结合,不仅可以减少用户间干扰,而且也支持多用户波束智能赋型,无线信号覆盖性能进一步提升。(四)新型网络架构技术目前,LTE接入网采用网络扁平化架构,减小了系统时延,降低了建网成本和维护成本。在人们对于网络要求不断改变的过程中,5G移动通信中的新型网络架构技术就是因为未来可能产生的业务需要所出现的技术,此技术在应用中具有低时延以及低成本等多项优点。未来5G可能采用C-RAN接入网架构。C-RAN色无线接入构架,包含基于集中化处理、协作式无线电和实时云计算构架三个部分。

C-RAN通过低成本高速光传输网络,在集中化的中心节点间与远端天线间传输无线领带信号,从而可以覆盖的基站服务区域达到100个以上,覆盖面积也可达到上百平方公里。C-RAN架构适于采用协同技术,从而达到提升频谱效率、降低功耗、降低干扰的目标。同时,也适用于动态智能化组网,方便通信系统的维护,有效降低通信运营成本。在当前,此技术的研发,主要集中在中控制、基带池RRU 接口定义、基于C-RAN 的更紧密协作,如基站簇、虚拟小区等方面。 (五)设备间直接通信技术 设备间直接通信技术就是指各通信设备之间可以进行直接的通信,不需要有 中间载体。传统的移动通信中,其网络覆盖方式采用的是以小区为单位5g通信技术,这种网络 覆盖方式在实际应用中也发现其灵活性存大较大不足,随着移动通信网络对大流 量的需求,这种网络覆盖方式也已渐渐被淘汰。而设备间直接通信技术的出现, 不仅可以保证通信质量,还可以很好降低对能源消耗。 四、结束语 5G 不是连接技术的渐进式提升,也不仅是新一代的移动技术。5G 将是一种全 新类型的网络,以前所未有的规模、速度和复杂性支持高度多样化的终端。相比 前几代通信技术,5G 更强调用户体验速率,将达到Gbps 量级。5G 关键能力比以 前几代移动通信更加丰富,用户体验速率、连接数密度、端到端时延、峰值速率 和移动性等都将成为5G 的关键性能指标,其商用后,也必将对人们的生活和工作 方式带较大的影响,更好、更快的实现人与物、人与人的互通互联。

（编辑：晋中站长网）

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