5G移动通信网络构架与关键技术要点探讨
纵观移动通信的网络时代发展,其所经历的阶段时间跨度却在逐渐缩短。现今,我们又迎来了5G网络时代,通信技术的发展得益于电子信息技术的发展,在5G移动通信时代,5G网络技术将会不断与其它相关前沿技术相结合,将成为其发展的最重要目标。
一、5G移动通信网络架构
5G网络是基于4G网络基础上不断发展和完善而形成的一种新的网络架构模式。目前,5G的关键技术及其对于网络的需求已得到了初步确定,而针对于其发展方向来说,主要集中在移动互联网和物联网两个方向。当然,5G网络技术除能够带来移动互联网的巨大变革外,还能够为超高流量密度及移动性等无线物联网需求提供强大的支持。现今,移动通信业对于5G网络架构都有了一定的认识,其主要是在现有的多天线接入技术上添加新技术演进而来。综合未来发展趋势,5G网络架构主要分为三个模块,即网络部署场景、接入网、核心网。
(一)网络部署场景
5G网络在场景部署方面,基本与现有4G网络相同,主要针对室内和室外展开部署。不过相对于以往的移动通信来说,其提供的空口技术更为多样化。依托于多样化的技术形式毕业设计,其可以应用高频、低频、4G演进空口等,因而针对不同的场景采用相应的技术形式。根据业务发生的流量计特点,对于业务流量的应用也主要集中在室内场所,这其中占到MBB业务的近80%。5G网络的室内场景部署中,移动通信等运营商就需要依据实际情况,着重解决室内的容量问题。例如,小型热点区域可以利用室外微基站进行室内区域的网络覆盖,从而在室内直接部署Pico等来实现。至于大型室内建筑,运营商则可以采用DAS系统对建筑物进行室内场景的覆盖,当然,这种覆盖也不能保证部署的完全性。当DAS受限时,则可以采用HetNet网络来实现DAS管控难、定位难的问题。针对于室外的场景部署,需要更多地考虑到网络的覆盖问题及数据传输问题,因为这些室外场景区域大都集中在密集的小区、建筑高度较高且密集的楼宇、流动人口较多的商业场所等。在针对于这些室外场景的部署中,可通过分布式基站、MIMO天线技术等多样性的方式来实现,而这些都是针对于室外场景布置中较好的选择。当然,在对于MIMO天线技术、Small Cell的应用中,同样可以部署一定数量的虚拟蜂窝,以实现对以上两种方式的补充,以保证室外网络覆盖率及数据传输速率的最大化。
(二)接入网
从目前接入网应用形式来看,主要包括三种形式:其一,对当前的一些接入技术做融合处理;其二,构建网络基站,并以此分配虚拟资源;其三,关于信息边缘的缓存与传递。毕业设计在接入网的多种技术融合上,无论是对于传统的2G、3G,抑或是如今的4G、Wi-Fi技术等不同的接入方式,都可以利用单一的无线控制器进行接入。在关于信息边缘的缓存与传递上,针对于传统的移动网络中,信息通过接入网进行相关存储及分发,用户可以根据自身的需要将信息发送到接入网中,接入网再根据用户需求进行信息的发送,这样可以有效提高用户的实际体验。利用接入网进行数据的传输可以有效优化数据传输的路径,实现数据平面的良性发展。
(三)核心网
5G网络作为未来移动网络发展的主流,将会拥有更高效的数据传输速度及强大的数据处理能力,因而针对于其核心网的设计及应用将是其发展的重点。在未来的5G移动发展规划中,其核心网相对于以往将会有更大的变革。这种变革主要是通过网络功能虚拟化及软件定义网络进行驱动。作为数据驱动的“云网络”,其同时包含两个特点。首先是数据控制与转发的分离式发展,这是因为无线电广播通信技术与传统网络之间存在较大的差异,传统网络体系中,控制与转发往往是一体的,但是在无线电广播通信中,网络核心控制器则可以在网络分离后进行数据流量的分配,达到将有限的资源进行合理分配的目的。
二、5G移动通信的关键技术
(一)关键技术一——大规模多输入多输出技术
大规模多输入多输出技术是5G网络数据高效传输的核心所在。此项技术也被称为MIMO技术。在MIMO技术下,信号可通过信号发射站的多个无线通信系统进行独立发送,同时,发射基站又可以接收到多个的无线信号,通过对接收信号的整合,实现对原数据信息的复原。在以往的移动数据通信中,鉴于数据传输的方式是通过基站与手机进行单天线传播,信号传播效率较低。而通过大规模多输入多输出技术,利用大规模的天线阵列,能够形成良好的用户波束,通过波束的调节找到信号传输的最佳相位,职称论文发表这样往往能够达到最佳的接受效果,实现信号接受强度的大幅度提高。
(二)关键技术二——D2D技术的应用
D2D技术,也就是“蜂窝通信”,是5G通信技术发展下的必不可少的关键技术。伴随着5G的不断发展及应用,原有的无线通信性能也需要相应进行提升,为了更好地提升用户的满意度及舒适度,蜂窝技术得以极大的发展,获得了广泛的推广及应用。目前,D2D技术在我国已有八年的应用基础,技术相对来说已经很成熟。我国著名的华为、小米等通信公司通过结合市场情况不断创新,也获得了属于自己的相关专利。目前,D2D技术以其稳定性已成为5G发展的关键技术之一,发展及应用前景收到了各大通信官方、生产厂家及运营商的高度重视。笔者认为,在其强大的应用前景下,D2D技术将会在未来的互联网、通信技术等领域发挥越来越重要的作用。
(三)关键技术三——超密集网络技术
结合时代发展趋势,互联网与物联网的有机结合将是其中发展的一大趋势。因此,未来的移动通信应用也将呈现出多元化、智能化的倾向。我们应该认识到,随着未来社会对于庞大数据传输的要求越来越高、随着电子设备及数据终端设备的普及,对于数据流量的使用以及大数据应用一直呈直线上升的趋势。因此,未来发展超密集网络技术是应对数据直线上升的有效措施,其更将成为局部网络压力的中流砥柱。在超密集网络技术下,可以有效地改善网络覆盖的整体环境,减少网络受到的外界干扰,实现移动通信网络的频率复用,利用超密集网络技术,还可以实现无线传输站点整体数量的增加、传输站点间距离的缩小等。
(四)关键技术四——同时同频全双工技术
同时同频全双工技术同样是5G网路技术发展中的关键,这一关键技术指的是移动数据的发射机及数据接收机同时进行工作,这样两者可高效地利用所占用的频率资源。需要指出的是,实现同时同频全双工技术,需着重克服一系列的关键性问题,如克服异频干扰及数字干扰、提高数据系统的整体吞吐量等
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