5G无线网络

5G无线网络（精选12篇）

5G无线网络 篇1

5G是面向2020年以后移动通信需求而发展的新一代移动通信系统。5G将满足人们超高流量密度, 超高连接数密度, 超高移动性的需求, 能够为用户提供高清视频、虚拟现实、增强现实、云桌面、在线游戏等极致业务体验。5G将与其他无线移动通信技术密切结合, 构成新一代无所不在的移动信息网络, 满足未来10年移动互联网流量增加1000倍的发展需求。然而, 并不是所有的应用都需要相同的网络性能, 因此5G将放弃完全统一的网络设计, 使用嵌入式的和可扩展式的设计方案, 通过多种商业模式和合作模式为用户提供更加广泛的应用。利用虚拟化的可编程网络, 运营商可以为网络设计模块化的功能, 从而实现网络的按需部署。5G网络是一种多形态网络, 它由新的增强型无线接入技术、可灵活部署的网络功能以及端到端的网络编排等功能来共同驱动。

1 网络挑战与技术发展趋势

移动通信产业生态的变化使未来移动通信不再仅仅追求更高速率、更大带宽、更强能力的空中接口技术, 而是以用户为中心的智能弹性网络。未来, 人们之间的通信速率可以在任何时间、任何地点达到1Gbit/s, 峰值速率甚至能到达50 Gbit/s (下行) 。此外, 用户还能获得更高的移动数据容量 (1000倍) 、更长的电池使用寿命、更低的功耗的设备 (10倍以上) 、更多的终端连接设备 (100倍) 、更低的时延 (小于1ms) 以及在500 km/h高速行驶的火车上体验类似于静止的通信体验。5G网络将是一个完整的无线通信系统, 没有任何限制, 因此, 也有人将5G网络称为真正的无线世界或者世界级无线网。

在未来的时间里, 4G网络可使用以下技术持续演进以弥补和5G网络之间的差距。

频谱访问——灵活的使用授权频谱, 整合未授权频谱, 同时利用更高频段和双工模式。

无线链路——先进的多址接入技术, 无线帧的设计, 大规模MIMO, 增强型的多天线技术, 先进的接收机, 干扰协调技术, 小分组包传输技术以及以UE为中心的网络。

无线访问能力——密集的双向连通性, 增强型多无线接入技术的协调, 设备与设备之间的通信, 无线回程 (如:自回程和中继技术) 。

网络灵活性——软件定义网络, 虚拟化的移动核心网, 虚拟化的RAN, 网络节点功能的灵活分离, 微服务器。

高效的/自适应的网络资源利用方式——业务优化, 增强性型多运营商网络共享, 可扩展的服务架构, 大数据, 上下文感知/以用户为中心的网络, 内容优化和自适应流媒体传输, 智能化的多种管理, 网络性能的嵌入式测量。

其他——全光传送网络, 以信息为中心的网络, 网状网, 增强的前传功能, 隐私和安全性。

2 5G的设计原则

考虑到以上技术和发展趋势, 5G系统应该根据以下原则进行设计: (1) 频谱优势。利用更高的频段和未授权频段, 整合剩余的低频段。由于不同频谱的特性不同, 需使用多频谱优化, 同时也引出了分离的概念。例如, 控制平面和用户平面的路径分离和上下行链路的分离。这都意味着系统需要支持同时将用户连接至多个接入点。 (2) 经济的密集化部署。为了实现密集化部署, 需引入一些新的部署模式, 如:第三方/用户部署以及多运营商/共享部署等部署方式。系统可以处理无计划的部署、无秩序部署并在这些部署下获得最佳性能。网络可以自优化负荷均衡以及干扰。 (3) 协调和去干扰。使用MIMO和Co MP技术来改善系统中的SIR, 同时提高Qo S和整体频谱利用率。引入非正交多路复用技术, 利用先进的接收机来减小干扰。 (4) 支持动态的无线拓扑。设备应通过拓扑结构进行连接, 从而最小化耗电量和信令流量, 网络不应限制设备的可见性和可达性。如果智能手机断电, 可穿戴设备可以直接连接至网络。在某些情况下, 可利用D2D通信以减轻网络业务负荷。因此, 无线拓扑应根据环境和上下文动态变化。 (5) 创建公共的可组合核心网。系统设计将抛弃掉之前4G网络完全统一设计的理念。网络中网元的某些功能将被剥离出来, 控制面/用户面功能能够通过开放的接口完全分离以支持功能的灵活利用率及可扩展性。 (6) 灵活的功能。利有相同的基础设施创建网络切片以支持多种用户场景。也就是说, 可利用NFV和SDN, 实现网络/设备功能和RAT配置的定制化。为了增强网络的鲁棒性, 状态信息应从功能和节点中分离出来, 这样才能更加容易的重定位并还原上下文。 (7) 支持新价值的创建。大数据分析和上下文感知是优化网络利用率的基础, 同时也能为终端用户提供增值业务。在设计网络时, 应注意重要数据的采集、存储和处理。此外, 需充分利用网络的多种性能以促进Xaa S (一切皆服务) 的实现。 (8) 安全和隐私。安全性是5G网络必须考虑的问题, 而且必须成为系统设计的重要部分。特别是用户位置和身份等信息必须受到严格的保护。 (9) 简化的操作和管理。扩展的网络性能和灵活的功能分配并不意味着需要增加操作和管理的复杂度。繁杂的操作和管理可尽量自动化完成。明确定义的开放性接口可以解决多厂商之间的互操作性和互通问题。此外, 网络还将嵌入监控功能而不需要运营商使用专门的监控工具。

3 5G架构

根据以上的设计原则, 5G系统整体架构如图1所示。

5G系统由3层组成: (1) 基础设施资源层。它是固定与移动融合网络的物理资源, 由接入节点、云节点 (用于处理或存储资源) 、5G设备、网络节点和相关链路组成。通过虚拟化原则, 这些资源对于5G系统的更高层次和网络编排实体而言是可见的。 (2) 业务实现层。在融合网络中所有的功能应以模块化的形式进行构建并录入资源库中。由软件模块实现的功能以及网络特定部分的配置参数可从资源库下载至所需的位置。这些功能将根据要求, 通过相关的API由网络编排实体进行调用。 (3) 业务应用层。该层部署了利用5G网络实现的具体应用和业务。

这3层通过网络编排实体相互关联, 因此, 在架构中起到至关重要的作用。网络编排实体能够管理虚拟化的端到端网络以及传统的OSS和SON。该实体作为接入点可将用户实例和业务模式转化成实际的业务和网络切片, 并为给定的应用场景定义相应的网络切片, 关联相关的模块化网络功能, 分配性能配置参数并将其映射至基础设施资源层。与此同时, 网络编排实体还能管理这些功能的扩展和地理分布。在确定的商业模式中, 第三方 (如:MVNO、垂直行业) 还能利用该实体的某些性能, 通过API和Xaa S创建和管理自己的网络切片。

3.1 网络切片

网络切片, 也叫做“5G切片”, 支持具体的通信业务, 能通过具体的方法来操作业务的控制平面和用户平面。通常, 5G切片由大量的5G网络功能和具体的RAT集组成。网络功能和RAT集如何组合由具体的使用场景或商业模式而定。因此, 5G切片可以跨越所有的网络域, 它包括运行在云节点上的软件模块, 支持功能位置灵活化的传输网络配置, 专用的无线配置或是具体的RAT, 以及5G设备的配置。但并非所有的切片都包括相同的功能, 一些现在看来必不可少的移动网络功能可能不会出现在这些切片中。

5G切片的目的为用户实例提供必要的业务处理功能, 而省去其他不必要的功能。切片背后的灵活性是扩展现有业务和创建新业务的关键。允许第三方实体通过适当的API来控制切片的某些方面, 以提供定制化业务。图2说明了如何在相同的基础设施上同时运作多个5G切片。

例如, 智能手机应用的5G切片可通过设置成熟的分布式功能来实现。对于5G分片所支持的汽车使用场景而言, 安全性、可靠性和时延是非常关键的。所有的关键功能可在云边缘节点中实例化, 包括对时延要求严格的垂直化应用。为了在云节点中加载垂直化应用, 系统必须定义开放的接口。为了支持大量的机械类设备 (如传感器) , 5G切片还将配置一些基本的控制平面功能, 而省去移动性功能, 针对这类设备的接入还可以适当地配置一些基于竞争的资源。

不考虑网络所支持的切片, 5G网络还应该包括相应的功能以确保在任何环境下对网络端到端业务的控制和安全性操作。

3.2 基于应用场景的功能分布

5G系统与之前网络“一刀切”的方式不同, 5G网络可以通过将5G网络功能与适当5GRAT相结合的方式, 为具体的应用量身定制最佳的网络。图3显示了该系统中可能用到的不同的物理实例。

虽然使用NFV的通用可编程硬件可以实现所有的网络处理功能, 但在这种方式下, 用户平面功能需使用专用的硬件才可以在降低成本的同时达到一定的性能目标。最近在虚拟化技术方面的研究, 控制平面功能的实现则可以不使用专门的硬件。

5G网络的独特之处在于它能够定制网络功能以及这些功能在网络中实现的位置。因此, 希望控制和用户平面在逻辑上是分离的, 物理上也希望尽可能地分离。这样可以实现独立的扩容和位置的灵活性, 使得以设备中心的方式更易实现。在这种以设备为中心的方式下, 控制平面可由宏小区处理, 用户平面由微小区处理。将某些功能放置在最接近无线接口的位置还能降低时延, 还能通过直接在微基站中放置必要的功能实现本地数据分流机制。因此, 专用核心网络的概念将过时, 5G网络的将功能不再与硬件绑定, 而是在最适合的位置灵活的实例化。

如果要在5G网络中完成优化工作, 上下文感知功能就必不可少了。网络需要检测业务行为, 而不管设备处于什么状态。因此, 网络应能灵活地使用最佳的功能并将这些功能置于最佳的位置。例如, 高速行驶的火车上使用视频流业务的体验类似于静止用户的体验。上下文感知是端到端管理和网络编排实体不可分割的一部分, 还应与跨越整网的测量功能和数据采集功能配合使用。大数据统计分析则是提高控制精确度必不可少的组成部分。

3.3 5G系统组件

上述系统架构和原则引出了5G系统的关键组件及术语, 详情如下:

5G RAT簇 (5GRF) :作为5G系统的一部分, 5G RAT簇由一个或多个标准化的5G RAT组成, 共同支持NGMN 5G需求, 为用户提供更加完善的网络覆盖。

5G RAT (5GR) :5G RAT是5G RAT簇之间的无线接口。

5G网络功能 (5GF) :5G网络功能主要支持5G网络内用户之间的通信。它是一种典型的虚拟化功能, 但一些功能仍需5G基础设施通过专门的硬件实现。5GF由具体的RAT功能和与访问无关的功能组成, 包含支持固定接入的功能、必选功能和可选功能。必选功能是所有用户实例所需要的公共功能, 如鉴权和身份管理等。可选功能并不适用于所有的应用场景, 如:移动性, 可根据业务类型和应用场景有所不同。

5G基础设施 (5GI) :5G基础设施是基于5G网络的硬件和软件, 包括传输网络、运算资源、存储单元、RF单元和电缆。5GR和5GF可通过5GI实现。

5G端到端管理和网络编排实体 (5GMOE) :5G端到端管理和网络编排实体创建并管理着5G切片。它将用户实例和商业模式翻译成具体的业务和5G切片, 确定相关的5GF、5GR和性能配置, 并将其映射至5GI。它还管理着5GF的容量、地理分布、OSS和SON。

5G网络 (5GN) :5G网络由5GF、5GR、相关5GI (包括中继设备) 和支持与5G设备进行通信的5GMOE组成。

5G设备:5G设备是用于连接至5G网络以获得通信业务的所有设备。

5G系统:由5G网络和5G设备组成的通信系统。

5G分片 (5GSL) :5G分片由1组5GF以及在5G系统中建立起来的相关设备功能组成, 以支持特定的通信业务和用户类型。

4 结论

5 G可利用最新的技术扩大现有网络的容量。

为了支持大相径庭的用户场景和商业模式, 5G系统应能按需组合网络功能和网络性能, 因此, 应创建基于相同5G基础设施的5G网络分片。在技术日新月益的今天, 5G还应充分利用全球化的生态体系、免费的存储碎片和开放的接口以完成技术创新, 从而满足2020年及未来的移动互联网和物联网的业务要求。

参考文献

[1]月球, 王晓周, 杨小乐.5G网络新技术及核心网架构探讨[J].现代电信科技, 2014 (12) :27-31.

5G无线网络 篇2

关键词：5G无线网络技术;医院;移动查房

在当今社会迅猛发展的背景下，我国网络技术也在不断进步，目前4G网络在普及的同时也正向着5G发展。从5G无线网络技术的概念开始，最终会逐渐进入一个相对融合且高度智能的无线网络状态。要真正实现5G无线网络技术的应用，需要对网络技术、移动通信技术进行深入探索与实践，进而提高各种资源的使用效率。基于此，本文以医院建设发展为主，对5G网络技术的应用展开分析，希望其能够促进医疗领域的健康、有效发展。

15G无线网络技术的特点

1.15G无线网络技术

与传统2G、3G、4G无线网络相比，5G无线网络在技术等方面得到了进一步的升级，其性能变得更加优异，能够充分满足医院及医务工作者的大多数需求，而且通过引进新型技术，提升了各种资源的应用质量，对医院业务开展具有重要意义。此外，5G无线网络技术在医院应用过程中还结合了隐私保密技术、纳米技术等先进手段，比原有技术更具安全性、稳定性等优势，不仅提高了信息传输速率，还减少了医护人员的工作量，为患者提供更加优质的服务。1.2主要功能5G网络的主要目标就是保障终端用户处于联网的状态中。5G网络就是一种支持各种智能设备的基础手段，是4G网络的升级版，可以支持不同的智能手机、手表、智能家庭设备等等，是下一代无线网络系统。

1.35G无线网络技术的应用优势

5G无线网络 篇3

【摘要】本文研究了微蜂窝网络中上行链路通信场景下移动用户的干扰管理问题，不同于现有大量基于信道调度和时隙调度的干扰避免方案，本文中每个移动用户可以自主选择接入的时频资源块，并根据反馈的干扰情况学习并动态调整策略；为了刻画用户之间的相互作用和影响，将该问题建模为一个非合作博弈，并证明该博弈模型为精确势能博弈，至少存在一个纯策略纳什均衡点，最优的纯策略纳什均衡点对应到全网干扰水平最小。最后，设计了一种基于异构独立修正算法的分布式学习算法。仿真分析表明，所提出的分布式学习算法可以有效地收敛到干扰最小化博弈的纳什均衡，相比于现有的干扰管理方案性能更优。

【关键词】干扰管理；时频资源调度；博弈论；分布式学习

一、引言

无线数据服务的需求成倍增加迫使移动运营商寻求新的方法来扩大覆盖，提高网络容量。微蜂窝技术被认为是满足用户迫切需求的最有效的手段之一。微蜂窝技术具有覆盖面小、传输能量低和安装方便的特点，主要用于提高网络容量或覆盖率。但是随着微蜂窝的超密集部署，现有的网络中的干扰情况越来越复杂。例如在频谱共享模式下的微蜂窝网络中的同层干扰问题愈加凸显，导致网络吞吐性能的恶化。因此，有效地干扰管理对于微蜂窝网络而言十分重要。

现有的干扰管理研究主要分为集中式和分布式干扰管理。集中式的干扰管理方法通常需要一个集中控制器来搜集全网的信息进行资源的优化分配，例如频率、时隙和功率的分配。但是由于在超密集的微蜂窝网络中，并非所有的微基站都由运营商部署，存在用户或者企业部署和管理的微基站，出于通信安全以及隐私考虑，全网信息的获取通常难以实现。其次，由于无线环境的动态变化，集中式优化决策方案的时效性较差，性能并不稳健。即使能够获取大规模微基站的即时优化所需信息，全网产生的大量回程链路的通信开销以及通信延迟都不能忽略。另一方面，分布式的资源分配方案因其较低的复杂度以及灵活稳健性引起了学术界的广泛关注。但目前现有的分布式方案中大量工作研究的是动态信道接入以及分布式时隙接入优化。

不同于现有大量基于信道调度和时隙调度的干扰避免方案，本文中每个移动用户可以自主选择接入的时频资源块，并根据反馈的干扰情况学习并动态调整策略。本文的主要贡献如下：

（一）提出了一种分布式的时频资源调度方法，与传统的主要集中在频率资源或时间资源的干扰管理方式不同，本文提出的干扰管理方式研究的是时频资源联合分配，即相邻用户在相同时隙占用不同的信道或在不同的时隙内占用相同信道以避免干扰。

（二）提出联合频率和时隙资源块接入的干扰最小化博弈，证明了它是一个精确势能博弈，且至少存在一个纯策略纳什均衡点，对应整个网络的最小干扰水平。

（三）提出了允许所有用户同时更新选择的基于分布式的联合时频资源调度的学习算法。该学习算法基于对独立修正算法（independent revision process （IRP））的扩展，允许所有用户独立操作且没有任何协调机制。

二、系统模型和问题描述

如图1所示，假设微蜂窝用户的位置是随机分布的，在上行链路通信中，当两个用户的微基站服务同时在同一信道上同时传输时，会互相干扰。由于用户的传输能量有限，因此其相应的干扰距离是有限的。上行传输中，对于基站侧而言，有两种类型的干扰：来自相邻基站用户的强干扰和来自非相邻用户的弱干扰，通常情况下只考虑来自相邻用户的强干扰，可以通过干扰图（冲突图）来刻画相邻小区之间的干扰情况，干扰图中可以将对应的微蜂窝基站和用户（后文中简称为微蜂窝用户对）视为A干扰图中的一个顶点，相邻的微蜂窝用户对之间存在干扰关系时，存在一条边连接对应的顶点。

将可用的频谱资源B划分为个子信道，信道集合为。一帧由选择时段和传输时段组成，用户在选择时段选择他们的信道和时隙，然后在传输时段传输数据。可用的传输时段又分为个时隙，时隙集合可表示。用 表示微蜂窝基站的集合，并假设每个基站只服务一个用户，令表示对应用户的集合。

定理1：信道和时隙干扰最小化博弈是一个精确势能博弈，至少有一个纯策略纳什均衡点，对应整个网络的最低干扰水平。

证明：证明过程遵循文献[7]中定理2.2的证明思路，可证明信道和时隙干扰最小化博弈是一个精确势能博弈，同时，根据精确势能博弈的性质可证明纳什均衡点的存在性。

四、基于局部信息交互实现干扰最小化

上一节已经分析了信道和时隙干扰最小化博弈至少存在一个纯策略纳什均衡点。由于用户的超密集部署，难以通过集中式的方法实现全局优化，本文尝试使用分布式的方法来解决这个问题。目前研究中已经提出一些分布式的学习方案进行最优解的搜索，如空间并发自适应行动（C-SAP），无悔学习（NRL）算法等。本节设计了一种基于对独立修正算法（independent revision process （IRP））的扩展的学习算法，可以使得每个用户分布式的学习最佳的时频资源联合调度策略，该算法利用用户间的差异提高了收敛速度，可以实现了最优纳什均衡的搜索。

在步骤4中，用户通过不同的概率更新动作选择。如果当前的动作选择获得的回报较大时，用户保持当前动作选择的概率较大；而当现在的动作选择的回报较低时，用户更愿意进行探测，即更换其他的动作。在独立修订算法中，所有用户以相同的概率更新动作选择。较大的学习参数和导致较少的用户更新选择，收敛速度慢；而较小的学习参数允许大量相邻用户同时更新选择，算法可能无法收敛到纳什均衡点，本文中不同用户的异构学习参数可以解决这个问题。

五、仿真结果与分析

考虑一个蜂窝网络中一个的热点区域内的上行通信传输场景。每个微蜂窝基站服务一个最大功率为100mW的用户。有N个均匀分布的微蜂窝用户对，且数量范围为10到25对。如果两个蜂窝用户对之间的距离小于30m，那么它们是相邻用户（不同的阈值会导致不同的性能，在文献[6]中已有研究）。噪声功率是-130dbm，路径损耗指数为4。在下述模型中给出的信道和时隙的数量是不同的。

（一）学习算法的收敛性

假设在上述的网络中有40个用户，信道数和时隙数分别为6和1。图2通过与并发空间自适应行动和独立修正算法的比较显示了所提算法的收敛性。其中IRP算法和C-SAP算法的学习参数β分别是200和100，在独立修正算法中。所提的基于分布式学习的时频资源联合调度算法的参数设置为和，为迭代次数。仿真结果为100次蒙特卡洛独立试验的平均值。

图2表明所有算法的干扰水平随迭代次数的增加而减小，而且基于分布式学习的时频资源联合调度算法收敛到全局最优的速度快于其他两种学习算法，独立修正算法和空间并发自适应行动的收敛速度相近。仿真发现，由于独立修正算法在一次迭代中允许多个用户同时改变选择导致其收敛到纳什均衡的速度低于空间并发自适应行动。当时，每个用户都做出了最优选择，因此每一次迭代之后干扰水平都会降低。但对于独立修正算法，所有的用户都可能会改变其动作选择，相邻的用户可能同时更新动作选择，干扰水平可能不会在每次迭代后都减小。此外，在独立修正算法中的大小对于收敛速度是至关重要，小的 值意味着用户更愿意更新选择，而大的值意味着保持当前选择的可能性更大。所提出的基于分布式学习的时频资源联合调度算法考虑到了用户之间的差异，收敛速度通常快于空间并发自适应行动算法，而且与空间并发自适应行动相比，基于分布式学习的时频资源联合调度算法可以在没有任何协调机制的情况下实现，这使得它能更灵活地应用于未来的超密集微蜂窝网络中。

（二）吞吐量性能评估

如图3所示，在信道数为1的条件下，每个用户的平均吞吐量随用户数的增加而减小。若将全部频谱分为两个信道，可以使干扰大大减轻，平均吞吐量大幅增加。

本文研究了各种参数对系统性能的影响。虽然用户可以独立地选择信道和时隙，但并没有使得平均吞吐量最大化的所需信道数和时隙数的先验信息。通过仿真发现，最大化吞吐量的参数与特定的场景有关，太多的信道和时隙会增加算法的复杂度和额外开销，故不需要设置太多时隙来避免相邻的强干扰。

图4反映了两种不同资源调度方法下的平均吞吐量随用户数的变化。时隙数随用户数的变化已在文献[3]的方案中表明，设置 。当用户数量增加时，每个用户占用更少的信道和时隙资源，所以用户的吞吐量下降。结果表明，如果将频谱分为两个信道，用户可以获得较高的平均吞吐量。此外，所提方案在超密集部署的微蜂窝网络中更具优势，较文献[3]中的方案性能提高了约33%。但在吞吐量能够满足用户最低速率要求的前提下，信道和时隙不能分得太多。

六、总结

本文研究微蜂窝基站和用户随机分布的蜂窝系统中的分布式信道和时隙联合选择的问题。针对相邻用户间用户决策相互影响的特点，将这个问题建模为一个非合作博弈，证明了这是一个精确势能博弈，且至少存在一个纯策略纳什均衡点。为实现该纳什均衡的搜索，提出了一个允许所有用户同时更新选择的基于分布式学习的时频资源联合调度算法。仿真表明，所提分布式学习算法能够收敛到干扰最小化博弈的纳什均衡，且相比于其他现有的干扰管理方案有更好的性能。

参考文献

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作者简介

5G无线网络 篇4

第5 代移动通信系统( 5G) 已经成为国内外移动通信领域的研究热点。2013 年初欧盟在第7 框架计划启动了面向5G研发的METIS项目,由包括华为公司等29 个参加方共同承担; 韩国和中国分别成立了5G技术论坛和IMT - 2020 ( 5G) 推进组,“863”计划也分别于2013 年6 月和2014 年3 月启动了5G重大项目一期和二期研发课题[1]。目前,世界各国正就5G的发展愿景、应用需求、候选频段、关键技术指标及使能技术进行广泛的研讨,力求在2015 年世界无线电大会前后达成共识,并于2016 年后启动有关标准化进程[2]。

目前传统的移动通信和5G的研究中很少有人考虑到卫星的应用。然而卫星具有覆盖范围广、覆盖波束大、组网灵活和通信不受地理环境限制等优点,可以在陆地蜂窝覆盖不到的边远地区、山区、河海、空中和空间实现移动通信[3]。因此在研究5G时,在地面网络中融入卫星网络来弥补地面网络的不足将十分必要。

本文综合国内外最新研究成果,借鉴软件定义网络和网络功能虚拟化的思想,将星地网络从核心网角度融合,利用卫星网络的优点解决了地面网络不易解决的问题。

1 国内外研究现状

由于5G技术过于新颖,学术界和产业界还没有对其进行定义,相关诸如国际电信联盟( ITU) 等国际通信标准机构及全球3GPP、Wi MAX等移动通信论坛也没有给出正式的技术定义,使得5G技术至今还没有一个清晰的概念。国际上,欧洲针对新一代接入网提出了CRAN架构,采用软件定义网络( SDN) 和网络功能虚拟化( NFV) 技术,希望将接入网实现基站池化。国内IMT - 2020( 5G) 推进组提出了号称“三朵云”的5G网络架构,将整个网络分为接入云、控制云和转发云,实现多网融合与核心网的控制与转发分离。以上二者在研究5G时都没有相关卫星移动网络描述。

2 网络架构

文献[4 - 6]中指出5G在峰值速率、用户容量和数据流量等方面的需求指标,本文认为5G还应有全球无死角覆盖、永远在线、融合网络和开放架构易扩展、易配置等特征,为解决这些技术要求,提出了一种卫星网络与地面网络融合的5G网络架构,在地面网络架构中融入卫星网络,不同于以往简单地使用网关互联,本文所提出的架构考虑从核心网的角度来实现卫星网络和地面移动网络的融合,即卫星网络和地面移动网络共用一个核心网。

软件定义网络恰恰体现了网络中的控制与转发分离的思想,将核心网使用SDN和NFV技术把各个网元的功能实体实现软件化,可以解决2 张网络在核心网融合方面的问题。结合国内外最新最热成果,利用SDN和NFV技术将卫星移动网络融合到5G网络架构中,提出了一种新的网络架构方案,如图1 所示。

新架构主要由以下几部分组成:

用户终端: 双模模式,有卫星模式和地面模式。分别相应地接入卫星基站和地面基站,接入基站时采用基于竞争的随机接入。

基站: 有卫星基站( S-e Node B) 和地面基站( Ge Node B) 。基站的主要功能与LTE类似,主要有:

① 无线资源管理: 包括所有与无线承载相关的功能,如无线承载控制、无线准入控制、无线接口的移动性管理、终端上下文调度以及动态资源分配等[7,8]。

② IP包头压缩: 通过对IP数据包头的压缩有助于无线接口的有效利用,否则这将是一个不小的开销,特别对于像Vo IP这样的小数据包来说。

③ 安全性: 所有通过无线接口发送的数据包都需要加密。

核心网: 由核心网处理云和核心网转发云组成。处理云是控制面,负责处理所有控制信息。包含软件实现的移动性管理实体( MME) 、策略与计费规则功能单元( PCRF) 、归属签约服务器( HSS) 、IP多媒体子系统( IMS) 、Tt T交换控制功能( Tt TSCC) 、鉴别、授权、计费单元( AAA/QOS) 、SGW和PGW的控制功能SGW-C和PGW-C。转发云在处理云的控制下负责所有的业务数据的转发。

本架构中的核心网借鉴软件定义网络的思想和云计算的思想,将核心网分为核心网处理云和核心网转发云,实现转发与控制的分离。构造一个新的核心网架构,使其能够提供最大的灵活性、开放性和可编程能力。

软件定义网络思想的应用使封闭的架构变得开放,为集中化、精准化地扩展和配置核心网提供了方便[9]。控制处理面功能对计算资源需求较大,可以逻辑地集中部署并使用虚拟化技术。转发面功能不集中部署,单纯做转发,具有简单、稳定和高性能等特性。控制处理面功能集中化,转发面功能设备通用化,从而具有更灵活的资源调整及网络控制能力。云计算是一种运用于中央控制服务器上的技术,主要是在中央服务器上储存数据和执行应用。云计算的使用可以极大地提高核心网运行效率,也可有效地融合卫星网络与地面网络。

本架构中地面基站采用光纤拉远的方式进行大面积分布式布局,所有基站互相联通同时又统一连接到核心网处理云和核心网转发云。此架构中卫星网络与地面网络在核心网的角度实现融合,打破了传统2 张网络独立运行或利用网关互联的架构基础,提高了网络性能和用户体验。

在5G网络中,卫星网络是地面移动网络一个强有力的补充,在地面网络未覆盖到的地方,可以由卫星网络为移动用户提供移动通信服务。在卫星网络与地面网络同时覆盖的区域,由于考虑到卫星网络的资源有限和延时较大等特点,还是优先选择地面网络。

3 新网络架构的主要信令流程

3. 1 终端注册

终端开机获取本机信息后需要向网络进行注册。

终端先判断出自己所处的环境,继而判断出是使用卫星网络模式还是地面网络模式,然后选择正确的模式向网络注册。5G网络架构注册流程如图2所示。

流程说明如下:

① 随机接入过程。随机接入过程需要基站和终端的协作下共同完成,基站的主要工作就是接收来自不同终端的前导信息和接入信息,终端的主要工作就是发送前导信息和随机接入信息。

② 基站收到注册请求信令,信令中携带主机信息( 包含主机号、主机MAC地址和使用模式等) ,基站将其打包处理成ip协议信令转发至核心网处理网元。

③ 核心网处理网元发起对终端的认证、鉴权和安全密钥分发等过程。

④ 核心网返回注册响应信令,为终端分配ip地址。5G网络中终端永远在线,除非终端主动退网,否则不会丢失ip地址。

3. 2 终端呼叫

终端呼叫根据应用场景不同可以分为以下几种情况: ① 卫星网络终端呼叫卫星网络终端; ② 卫星网络终端呼叫地面网络终端; ③ 地面网络终端呼叫卫星网络终端; ④ 地面网络终端呼叫地面网络终端。

5G网络架构终端呼叫信令流程如图3 所示。

流程说明如下:

① 呼叫发起信令。在呼叫开始时终端1 只知道终端2 的主机号,所以呼叫发起信令携带的是终端2 的主机号、终端1 的主机号和ip地址等信息。

② 信令到达核心网,核心根据用户注册表查出终端2 的IMSI号和ip地址等信息,再根据终端2 的最后一次位置更新来对终端2 进行呼叫。

③ 寻呼到达终端2,终端2 上报自己的当前状态。

④ 连接建立成功信令向终端1 通知终端2 的主机号和ip地址。

⑤ 核心网处理网元为2 个终端建立业务链路。

⑥ 呼叫结束后,终端1 上发呼叫结束信令,上报核心网处理网元通话结束,核心网处理网元拆除业务链路,释放信道资源。

4 仿真实现

在本架构中由于卫星网络与地面网络的双重覆盖,所以会有3 种不同的通信方式,分别是卫星网络与卫星网络通信、卫星网络与地面网络通信以及地面网络与地面网络通信。在仿真测试时,主要测试了终端注册能力以及网络融合后卫星网络与地面网络的通信能力。

核心网采用软件模拟的方式,运行在虚拟机上。基站与终端采用思博伦的Landslide测试工具模拟[10,11,12]。信道模拟器模拟信道链路,时延采用260 ms。

4. 1 终端注册

注册测试框图如图4 所示。

测试结果如下:

① 在既有卫星信号又有地面基站信号时,4 个终端通过地面基站注册到核心网;

② 切断终端与地面基站的链路,只有卫星信号时,4 个终端通过卫星基站注册到核心网;

③ 切断终端1 和终端2 与地面基站的链路,切断终端3 和终端4 与信道模拟器的链路。终端1 和终端2 通过卫星基站注册到核心网,终端3 和终端4 通过地面基站注册到核心网。

4.2卫星网络终端与地面网络终端通信

通信测试框图如图5所示。

2 个终端分别以卫星模式和地面模式注册到核心网。入网后分别得到的ip地址为: 终端1: 183.12. 16. 33; 终端3: 183. 12. 16. 34,终端1 可与终端3正常通信。ping包示意图如图6 所示。

本实验主要证明了: ① 在融合架构中,在卫星网络与地面网络同时覆盖的区域,系统优先选择地面网络; ② 融合架构中,处于卫星网络的终端1 可以与处于地面网络的终端2 正常通信。

5 结束语

本文提出的卫星网络与地面网络融合的5G网络架构,将卫星网络和地面移动网络融合设计,充分利用了卫星网络的优势来弥补地面移动网络不足。而在核心网方面的扁平化处理,控制与转发分离的方式不仅极大地提高了核心网的性能,而且简化了各种信令处理流程。

摘要：为解决5G的全球无死角覆盖、永远在线和融合网络的要求,提出了一种卫星网络与地面网络融合的5G网络架构,并设计了在此架构下的终端接入和呼叫的信令流程。在新架构中地面网与卫星网共用一套核心网,以核心网的角度来实现融合,打破了传统2张网络独立运行或利用网关互联的架构基础,提高了用户体验。实验结果表明,星地网络在核心网角度融合具有良好的系统性能,用户可无差别地使用卫星网络和地面网络。

关键词：5G,网络架构,核心网,信令流程

参考文献

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5G无线网络 篇5

产业链从主观的角度来分析，物联网产业链正在不断地转变，由于自身受到的影响因素较多，因此在具体工作的执行过程中，必须充分考虑到将来可能遇到的一些挑战。5G无线通信技术作为新的通信技术，具有很高的代表性。

摘要：现阶段的科技发展速度不断加快，为了在日后的发展中取得更好的成绩，应坚持对5G无线通信技术做出良好的研究。从客观的角度来分析，5G无线通信技术是新时代技术的代表产物，其能够对物联网产业链发展产生特别大的影响，如果在操作的过程中未按照科学、合理的模式来进行，肯定会造成非常不好的影响，这对于未来工作的进步，将造成严重的阻碍现象。为此，有必要对5G无线通信技术的应用做出规划，推动物联网产业链的有效进步。文章就此展开讨论，并提出合理化建议。

产业链从主观的角度来分析，物联网产业链正在不断地转变，由于自身受到的影响因素较多，因此在具体工作的执行过程中，必须充分考虑到将来可能遇到的一些挑战。5G无线通信技术作为新的通信技术，具有很高的代表性。

通过对该项技术做出良好的应用后，能够对物联网产业链产生较大的挑战和机遇，我们应坚持在机遇层面上有效的利用，在挑战层面上合理化的应对，这样不仅能够创造出较高的价值，更加能够对未来的发展奠定坚实的基础。

1、5G无线通信技术

对于现阶段的科技发展而言，不仅在更新速度上不断地加快，同时在功能上也在快速地提升。5G无线通信技术的研发工作，正在快速进行，而且很多科技企业的参与，都能够推动5G无线通信技术的全面进步。从客观角度来分析，5G无线通信技术是4G的延伸，5G无线通信技术在应用过程中，能够提供更加稳定的信号维持，并且在通信功能上有所增加，通信速度上也可以大幅度地提升。5G无线通信技术的来临，意味着通信领域的变革正在不断地加快，想要在日后更好地适应科技环境的转变，必须坚持在5G无线通信技术的内涵上有效的运用。值得注意的是，5G无线通信技术的研发速度加快，其对于物联网产业链的影响也会不断地深入，这就要求我们在未来的工作中，按照综合性的模式来操作，并且确保5G无线通信技术的积极作用得到良好的发挥。

2、5G无线通信技术对物联网产业链的影响

2.1安全及隐私的影响

对于物联网产业链而言，安全和隐私是两个非常重要的组成部分，当5G无线通信技术进行应用和推广后，由于物联网的互通性能够得到进一步的提升，因此在安全和隐私方面，肯定会受到较大的影响。从主观的角度来分析，物联网产业链的透明度正在不断地提升，如果在今后的工作中，未能够加强安全和隐私保护，则很有可能导致物联网产业链陷入严重的困境当中，造成非常严重的损失。在物联网时代里，用户可以完全地改变过去的生活模式，他们能够把所有的日常生活统统地交代给人工智能化系统进行处理，进而在很大程度上优化用户的生活，他们就能够将自身更多的精力转向新型的科学技术的研发中。举例来说，如果物联网络的安全问题出现隐患，那么就很有可能使得整个社会出现紊乱的现象。情况严重的话，还会威胁到人员的生命安全。因此，加强物联网的安全防护刻不容缓，对于整个物联网络存在非常重要的现实意义。

2.2成本影响

随着5G无线通信技术的研发深度不断地提升，已经有一些技术分支开始不断地试验分析，力求能够在实践工作上搜集到较多的数据和信息，这样就能够最大限度地提高5G无线通信技术的合理应用。对于物联网产业链而言，5G无线通信技术带来的影响是非常大的，尤其是在成本影响方面，必须按照科学、合理的方法来应对，这样才能在多方面的问题改善、解决上，不断地取得理想的成绩，从而对将来工作的快速进步，努力做出更加卓越的贡献。早在物联网发展的初级阶段，由于读写设备非常昂贵，同时电子标签价格也不菲，这样就使得物联网的价格成本非常高，从而在某种程度上阻碍了物联网的大规模发展。例如物联网本身需要拥有数百亿个节点，与此同时，还应当构建相应的基础设施，这样的话，无论是对于物联网的前期投入，还是对于今后的发展，都带来很大程度上的挑战。从这一点来看，5G无线通信技术在未来的应用中，必须保持高度的关注，应坚持在物联网产业链的成本上，做出合理化的把控。

3、5G无线通信技术与物联网产业链融合的对策

3.1加强方案的科学研制

从客观的角度来分析，物联网产业链的发展，虽然遭遇到了较多的挑战，可是在未来的发展空间上仍然是比较大的。我们应坚持在5G无线通信技术的运用过程中，充分考虑到物联网产业链自身的特点和优势，这样在应用的过程中，才能不断地获得更好的成绩。本文认为，加强5G无线通信技术与物联网产业链融合方案的研制，可从以下几个方面来出发：第一，5G无线通信技术的运用之前，必须对地方的物联网产业链开展大量的调查、研究，发现任何问题都要提前做出应对和解决，不能总是按照简单的模式来操作，这样肯定无法得到良好的成绩，还会出现较大的偏差和不足现象。图1第二，在方案的.研制过程中，应坚持对5G无线通信技术的融合备案做出分析。5G无线通信技术与物联网产业链，二者都是不断转变的，要对动态因素做出科学的把控，从而确保后续工作的开展，能够得到更多的支持，如图1所示。在本方案中，监控终端作为现场层RS485网络的下位机，通过ModBus-RTU协议实现和现场层上位机的总线通信，同时监控终端通过GPRS移动通信网络实现和云平台服务器的远程加密联网，应用客户端通过云平台能够实时监测所分配的多个现场层监控终端的采集数据和连接状态，并对监控终端进行加密远程控制。

3.2调整地方物联网产业链部署

对于5G无线通信技术而言，将其应用到物联网产业链当中，虽然是时代发展的必然，但是不能按照随意应用的方式来完成，要考虑到长期工作目标和短期工作目标的变化情况，这样才能对未来的综合进步，不断的做出更加卓越的贡献。本文认为，调整地方物联网产业链部署，是日后重点努力的方向。第一，5G无线通信技术尚处于研发阶段，因此最终的技术成果并没有办法做出准确的判定。而物联网产业链的部署，则必须结合地方的优势和劣势，以及国家的宏观调控来完成。在此种情况下，针对物联网产业链的调整过程中，应坚持对地方优势做出良好的发挥，促使物理网产业链的稳定性获得良好的提升，这样才能在5G无线通信技术的应用过程中，不断的获得更好的发展成绩。第二，对于物联网产业链而言，必须加强大数据分析方法的应用。现如今的市场需求和社会需求都在不断地变化，消费者群体也潜移默化地发生改变，由此需要在物联网产业链的数据分析上更加透彻，与5G无线通信技术的结合，能够更加地顺利。

3.3加强5G无线通信技术的试验

对于5G无线通信技术而言，其在物联网产业链的应用过程中，产生的影响是非常突出的，想要在后续工作的实践上创造出更高的价值，必须坚持在技术的试验上获得深入的掌握，这样才能对未来工作的进步，做出更加卓越的贡献。第一，要坚持与不同的科技企业相互合作，促使物联网产业链在与5G无线通信技术的融合过程中，能够按照多元化的方式来完成，在相关问题的发掘和解决上，都要做出较多的努力，提前做好应对的策略，为将来的长久进步，做出更加卓越的贡献。第二，对于5G无线通信技术的测试，必须坚持在多方面内容上开展深入的分析，要观察技术分支的应用，以及全局技术发展趋向，这样才能在后续的物联网产业链打造上，按照特色模式来完成，推动5G无线通信技术的价值创造。

4、结语

5G时代，超快网速嗨起来 篇6

什么是5G？

可能你会问，什么是5G？不就是比4G多1G吗？这可不是1G的问题，而是一代新通讯技术的诞生。

G在英语中是一代的意思。无线技术的手机技术始于1G，也就是我们的大哥大时代。在上世纪90年代初，它扩展到2G，通信公司开始让人们能够用两个蜂窝设备发送短信，诺基亚就是在这个时候席卷全球的。

最终，世界转移到3G，这让人们可以拨打电话，发送短信，浏览互联网。到了4G时代，手机通讯技术不仅具备3G的所有功能，还利用第三代无线上网功能拓展出了许多新的功能，网速提高，使得人们可以浏览网页，发送短信和拨打电话，他们甚至可以随时下载和上传大型视频文件。

然后，企业加入LTE（长期演进项目）中，这是一种由3GPP组织制定的全球通用标准，用4G连接。比起像WiMax（全球微波互联接入）的竞争技术，4G的LTE成为最快和最稳定的种类。WiMax和LTE之间的区别类似于蓝光光碟和DVD之间的区别：两种技术都取得了类似的结果，但重要的是要创造一个标准让大家都使用。LTE就是这样做的，它让4G技术网速更快。

5G将建立在4G的LTE基础上，一如既往允许人们发送短信，拨打电话，浏览网页，但网络传输速度更快。目前，4G的LTE传输速度最快大约每秒一千兆字节，这意味着它在完美的条件下，需要一个小时左右才能下载一个简短的高清电影。但在实际运行中，人们很少体验到4G的最大下载速度，因为信号可以被很多事情打扰：建筑，微波炉，无线电线号，等等。而5G的网络传输速度将比4G快多少呢？

快100倍的5G

5G将采取双向传递无线电波。当你打电话给一个人时，你的电话将你的声音转换成电子信号，传输电子信号到最近的使用无线电波接收技术的信号塔。小区发射塔通过各地的信号塔网络反射信号，并最终到达你的朋友电话。当你通过发送其他形式的数据（如照片和视频）时，同样的事情也会发生。

由于无线电波震动频率更快， 5G将利用更先进的技术，配置更高的电台频率和更大的宽带。例如，4G所占据的频带高达20MHz。在5G的情况下，为了提高网速，它所处频带会高达6GHz。由于频率高了穿透性很差，基站会更密集，所以多个输入和输出的阵列天线将可能被用来增强信号到提供5G服务的地方。就拿MIMO来说，5G将该技术升级成了Massive MIMO，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。

高频率、大容量和密集的信号接收点，会使得5G网络的下载速度飞起来，高达每秒10千兆比特，比4G速度快100倍。这意味着一个完整的高清电影可以在几秒钟内下载。这也将减少延迟，让人们实现秒刷网页。

美好的5G时代

正是由于超强的网速，5G来临时，整个世界会经历翻天覆地的变化。它会有足够的带宽，支持千万个入网家庭和工作场合的设备。

比如，快速网络和大容量支撑，将实现真正的“网络世界”。不仅是你的手机和电脑能联网，你的家电、门锁、监控摄像机、汽车、可穿戴设备、甚至狗项圈都能够连接上网络。狗项圈联网后，狗狗走失，找到它轻而易举；联网的冰箱，会提醒你今天缺奶酪了；建筑物、桥梁和道路联网后，可以时时监测建筑物质量，提前预防倒塌风险；企业和政府也能时时监控交通拥堵、污染等级以及停车需求，从而将有关信息时时传送至你的智能手机；病人生命体征数据可以被记录和监控，让医生更好地了解生活习惯与健康状况的因果关系。

由于只有1毫秒的延迟时间，5G环境下，虚拟现实、增强现实，无人驾驶汽车、远程医疗这些需要时间精准、网速超快的技术也将成为可能。

可能你会担心，如果有了5G，你的4G和3G手机是不是没法用了。其实，大可不用担心。

全球主要的电信公司已经开始合作，共创5G的全球标准。虽然这些标准大多数还没成形，但5G还会有一个更大的兼容功能，兼容4G、3G和wifi等多种形式，所以输入wifi密码、从数据连接切换到wifi都会轻松过度。

不仅如此，此前，3G时代的通信标准，有欧盟主导的GSM/WCDMA、美国主导的CDMA及其后续演进、中国主导的TD—SCDMA；在4G时代，有中国主导的TD—LTE、欧洲主导的FDD—LTE两种制式，因为手机标准不同，出个国还得换手机。但5G时代将实现一个标准模式，一个手机包打全球。

5G网络安全技术研究 篇7

1.1 网络安全的体系构架

移动互联网与互联网的区别是引入了可以移动的终端和接入方式,并且能够提供大量的应用软件,在给移动互联网带来广阔发展空间的同时,也给移动互联网带来了许多安全隐患。从体系架构上,移动互联网可分为“管”、“端”、“云”三大部分。网络安全包括IP承载网安全和无线安全等。终端安全主要是指终端自身安全以及终端应用的安全等。应用安全是指应用软件及应用平台的安全等。

1.2 移动互联网的安全挑战

网络的快速发展在带来机遇的同时也带来了很多新的挑战。一方面,由于一些因素的限制,使得移动终端的自身防护能力很有限,不够完善,从而导致安全防护能力较低。另一方面,空口资源有限,网络安全防护能力较低。加上通信与互联网的融合使安全因素变得更加复杂。不安全因素的来源、传播以及种类等都不断增加,更加造成了网络环境的不安全。

1.3 5G概念

5G技术是一种全新的技术,学术界还没有明确的定义。目前专家学者沿用以前的划代方式,对5G进行初步定义:5G网络技术是指传输速率达到10 GB/S的新一代的移动通信技术。与4G技术相比,5G网络技术有更多的创新,能够促进新的网络功能出现。4G技术是对3G网络技术的扩展,提高了网络带宽的利用率,增强了网络传输速度。4G网络是以通信设备为核心的格局,而5G网络是以功能为核心的网络,并结合了网络功能虚拟化、定义网络以及云计算等关键技术,会更多地体现出灵活和高动态扩展等特性。5G网络包括无线频谱资源,能够实现无线的可定制化,极大地改善网络提供商与网络用户的关系。

现阶段,5G的一些新技术仍处于研究阶段,主要包括:

(1)5G无线网络构架与关键技术。5G网络的核心技术是融合异构网,需要更多的考虑多技术融合和多业务应用。所以,5G网络构架相比4G会更加复杂。

(2)5G无线传输与关键技术。

由于5G网络技术速率要求达到10 GB/s以上,因此,必须研发新型的无线传输技术,突破技术瓶颈。

2 5G网络安全功能和性能需求

2.1 IMS网络结构

IMS网络结构是含有承载层、控制层、业务和应用层的分层式结构。其中,业务层和应用层统称为业务层。因此可以统分为三个层次:承载、控制和业务。由于在以后的通信网络中,数据业务呈现多样化,传统的智能网的方式不再适应。由于数据业务不能通过同一个呼叫模型进行描述,每一个用户或者每一群用户,都有确定的呼叫流程,这个呼叫处理流程是通过应用服务器来提供的。并通过IMS的CSCF将呼叫处理触发到应用服务器中。所以,简单流程就是IMS中应用服务器处理呼叫,而IMS中的CSCF负责呼叫触发。详细来讲,就是Serving CSCF负责检查SIP消息,如果有业务触发点,将按照一定的规则,将消息触发到AS上,并完成业务逻辑处理。其中,业务触发点的过滤规则是通过用户开户时的HSS登记,在呼叫的过程中,相关信号就会从S-CSCF中的HSS上进行下载,从而保证了通用性。与Internet开发方式相似,这种业务通过改变应用服务器中的业务逻辑和软件,使用户可以从网络上进行自由下载,但是核心网的很多其他设备没有发生软件的变动,只是通过HSS增加用户的数据管理。这种处理方式更加个性化、多样性。

2.2 端对端加密

端对端加密是建立在网络层和传输层之上的,需要传送的数据在传输的过程中一直保持是密文的状态,在发送端对信息进行加密处理,而在接收端将接收到的信息进行解密。这种端到端的加密方式大大的增加了信息的安全性,由于在接收端接到信息之前不进行解密,即使在传输的过程中,系统被入侵也不会造成消息泄露。端对端的加密是只加密数据本身的信息,并不会对路径进行加密来控制信息。在加密系统中,涉及到的安全技术有密钥管理体系、控制信息的加解密等。

2.3 基于ID的密码认证系统

由于在传统的互联网系统中,用户和账号的信息是分散的,并处于不同的网络站点,从而使得安全运维的成本非常高。通过联合身份管理,可以将同一个物体的不同身份以及账号信息进行联合管理。由于传统的互联网络与移动通信网进行结合,使得两者之间存在的问题类似,每个网络使用者必须进行身份信息的验证才能使用。在使用互联网的业务时,由于业务间不断切换需要多次输入密码才能获得授权。而且多样化的移动互联网业务,不得不使用户进行信息维护以保证信息安全。除此之外,由于移动互联网的屏幕小、处理能力弱,也都得使用户在每次使用业务或者在切换业务时反复输入用户名和密码进行多次身份验证,不仅产生极大的不便,而且多次的密码输入,对安全也产生了很大的隐患,可能会最终导致用户放弃使用该业务,从而影响互联网的良性发展。所以,在多种网络融合的大环境下,在5G网络普及的时代,如何能够确保一种身份,可以在跨网、跨业务中进行多次业务使用,建立可靠的身份认证和用户信息,提高业务使用的便捷,提升用户的身份信息安全性,是至关重要的。

3 结语

加强对网络安全的研究,提升多种网络融合环境下的网络安全性,对于发展5G网络技术至关重要。只有确保网络安全才能促进互联网技术的平稳发展。

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5G无线网络 篇8

5G将渗透到未来社会的各个领域, 以用户为中心构建全方位的信息生态系统。5G支持0.1~1Gbit/s的用户体验速率, 每平方千米100万的连接数密度, 毫秒级的端到端时延, 每平方米10Mbit/s以上的流量密度, 每小时500千米的移动性和10Gbit/s以上的峰值速率。5G为虚拟现实、智慧城市、物联网等提供了有效的网络支持。

目前, ITU、3GPP (国际移动通信标准化组织) 均已成立专门的工作组研究和制定5G标准, 我国也成立了IMT-2020推进组 (以下简称“5G推进组”) , 联合产业界对5G需求、频率、技术与标准等进行研究。初步预计2019年5G标准可以确定。

5G关键技术研究尚在进行

由于5G标准尚未成熟, 5G网络采用的关键技术也没有最终确定, 目前各个相关厂家和运营商也都在各自推进5G关键技术的研究。

例如华为在其“新空口和无线接入虚拟化”的白皮书中提出了空口自适应和无线虚拟化的概念, 包括了滤波OFDM (Filtered OFDM) 、稀疏编码多址 (SCMA, Sparse Code Multiple Access) 、极化编码 (Polar Codes) 、多天线MIMO (Massive MIMO) 、全双工 (Full Duplex) 等技术, 其中的Polar码已经被3GPP采纳为5G e MBB (增强移动宽带) 控制信道标准方案。

再如中国移动的“网络2020”技术愿景中, 提出了超大规模天线、智能频谱接入、设备直接通信、超密集组网、超高速光传输系统、新型网络架构、车联网通信、业务和用户的智能感知、网络虚拟化、软件定义网络、软件定义空口、C-RAN、下一代前传接口、智能节能网络大数据安全态势感知、特征行为安全鉴权、网络安全服务开放与定制化、量子保密通信、网络自组织与自管理等关键技术。

总体来看, 5G技术创新主要来源于无线技术和网络技术两方面。在无线技术领域, 大规模天线阵列、超密集组网、新型多址和全频谱接入等技术已成为业界关注的焦点;在网络技术领域, 基于软件定义网络 (SDN) 和网络功能虚拟化 (NFV) 的新型网络架构已取得广泛共识。此外, 基于滤波的正交频分复用 (F-OFDM) 、滤波器组多载波 (FBMC) 、全双工、灵活双工、终端直通 (D2D) 、多元低密度奇偶检验 (Q-ary LDPC) 码、网络编码、极化码等也被认为是5G重要的潜在无线关键技术。

5G无线网建设具备三大特点

根据工信部、5G推进组的工作部署以及三大运营商的5G商用计划, 我国将于2017年展开5G网络第二阶段测试, 2018年进行大规模组网试验, 并在此基础上于2019年启动5G网络建设, 最快2020年正式商用5G网络。根据5G网络发展的趋势而言, 在无线网络建设方面具有如下几个特点。

首先, 频段更高。2014年9月, 国家无线电监测中心、国家无线电频谱管理中心与全球移动通信系统协会 (GSMA) 共同发布了《关于未来宽带移动通信与频谱高效利用的合作研究报告》。报告显示, 我国下一代移动网络将继续以6GHz以下相关频谱为主, 包括现有2G/3G频谱的重耕、在《中华人民共和国无线电频率划分规定》中通过脚注标记给移动通信系统的频谱, 比如3400~3600MHz、以及WRC-15上为移动通信系统新划分/规划的频谱, 目前中国支持的主要有3段:3300~3400MHz、4400~4500 MHz、4800~4990MHz。在此基础上, 下一代移动网络还将可能使用6GHz以上频谱资源, 目前主要面向6~100GHz。结合中国的频率划分、规划、分配和使用情况, 报告在6~100GHz提出了十余段值得研究的频率, 如下图所示:

由此可见, 5G网络较现有的移动通信网络而言, 将采用更高的频段, 无线信号在传播的衰减将会更大, 在组网过程中对于基站的位置要求将会更高。

其次, 基站更加密集。更好的频段和更大的业务容量都要求基站的间距进一步下降, 密度进一步增加。在2G、3G移动通信网中, 采用的是800MHz和900MHz的频段, 密集城区站间距保持在1千米、农村站间距保持在6~7千米, 即可满足覆盖要求。4G移动网工作在2GHz频段附近, 密集城区站间距要小于500米, 农村要小于3千米才可以基本满足覆盖要求。5G移动网的频段更高, 必将导致站间距的缩小和基站密度的增加。同时, 5G支持0.1~1Gbit/s的用户体验速率, 每平方千米100万的连接数密度, 毫秒级的端到端时延, 每平方米10Mbit/s以上的流量密度, 每小时500km的移动性和10Gbit/s以上的峰值速率, 这些要求都较4G有了大幅度的提升, 从而要求单个基站服务的区域不可能太大, 导致基站密度的增加。

最后, 基站形态的变化。在2G时代, 基站以“宏基站+天馈线”方式为主, 基站建设中, 需要建设专用机房和铁塔, 以满足设备工作要求和基站覆盖要求。到了3G时代, 逐渐出现了分布式基站, 即“BBU+RRU”方式, 进而在4G时代发展为“BBU集中设置”的方式, 对于机房配套资源的需求有所降低。在5G时代, 由于频段的增高和单个基站能力的增加, 要求基站密度大幅度增加, 单个基站需要覆盖的面积不会太大, 无线网络扁平化和网格化将会是演进的方向。因此, 对于基站设备而言, 小型化、安装灵活成为必然的方向。5G时代基站将以小、微基站为主, 基站天线也将集成于设备内部, 以便根据现场的实际情况快速、灵活地进行安装。

5G网建中规划设计的四大要求

鉴于5G无线网建设的特点, 在对无线网进行规划设计过程中, 与现有模式存在一定的差别。

首先, 整体规划十分重要。5G网络的定位决定了其不会成为一个全覆盖网络, 对于高速率、大容量的数据仅仅是人口密集、经济发达区域对于网络的需求, 如何确定这些业务热点区域, 如何确定网络范围和规模是5G网络建设中十分重要的任务。网络规划可以结合业务需求定量地对相关区域进行分析, 从而确保网络建设有的放矢, 能够有效地完成网络建设投资的回收。同时, 由于建设过程中现场的复杂性, 需要不断对规划方案进行调整以确保规划目标的实现。因此, 在5G无线网建设过程中, 整体规划是十分重要的。

其次, 设计与优化结合更加紧密。与现有移动网络先设计再优化的方式不同, 5G网络建设可能是一个边设计边优化的过程。一方面, 在规划中对于业务热点的预测不会十分准确, 100~200米的偏差会导致完全不同的效果;另一方面, 现在建设的难度越来越大, 不可能所有的基站都能够在理想的位置按照理想的方式建设, 因此, 站址的调整是建设过程中的大概率事件。根据现场的情况进行站址的调整, 要充分掌握现场的各项数据, 同时也要符合规划的整体要求, 这就要求设计与优化手段的紧密结合, 在调整站址的同时, 对周边基站也要进行相应的优化, 才能确保网络的整体服务质量。

再次, 设计应采用更加灵活的手段。正是由于在现场牵涉设计、规划方案调整及优化等各项工作, 所以对设计手段提出更高的要求。现有的设计模式是到现场勘察, 记录现场数据, 然后针对现场情况结合建设目标形成设计方案, 最后以图纸和概预算等形式体现出来。在5G无线网设计过程中, 这样的过程显然不足以满足建设的需求。5G无线网的设计, 要求在现场能够把规划、优化、设计有机的进行融合, 最好能够使用集规划、优化、设计工作为一体地终端, 在现场完成站点方案的设计、规划方案的调整和周边基站的优化工作, 这样才能满足5G网络快速建设和快速调整的需求。

最后, 设计与施工的结合。无线网络建设中进场难的问题现在越来越突出, 选点、设计、天馈施工、无线设备施工、传输设备施工等各个工序都需要进场, 对于业主而言十分繁琐。在5G无线网建设中, 基站设备集成了无线、传输以及天馈的功能, 完全可以通过一次进场完成施工。考虑到基站小、微设备安装的易操作性, 设计和施工也可以进行有机的结合, 在现场确定设计方案后, 立即施工, 一方面可以避免施工与设计的不一致, 另一方面又减少了一次进场次数, 既可以降低建设难度又能够提升施工质量。因此, 设计与施工的结合也是5G无线网建设中可能的一个发展方向。

总结

5G无线网络 篇9

1 三代无线网络简述及特征

3G:是第三代手机通信技术的简称, 是指以蜂窝移动通信技术作为支持, 达到高速数据传输的通信网络。3G技术利用国际互联网与无线通信等多种技术相结合, 达到同时传输通话、数据信息的目标, 其主要特点是可以提供高速无线数据业务。

4G:是第四代移动通信及其技术的简称, 是指将3G技术与WLAN技术相结合, 从而达到可以传输与高清电视清晰度相当的高质量视频图像的传输技术。4G技术可以提供比拔号上网快2000倍的连接速度, 上传速度可以达到20Mbps, 可以满足人们通过移动设备传输数据的要求, 从而开启了一个比3G通信更具吸引力的无线通信时代。4G通信技术的主要特点可以概括为速度更快、通信灵活、智能性高、通信质量高、费用便宜。

5G:是第五代移动通信技术的简称。5G与4G、3G、2G不同, 5G并不是一种单一的无线接入技术, 也不是几种全新的无线接入技术, 而是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术 (4G后向演进技术) 集成后的解决方案总称。从某种意义上讲, 5G是一种具有很强包容性的网络融合, 其传输速率可以达到10Gbps的移动通信技术。开发5G网络的关键目的是在未来构建网络社会, 这就意味着5G除了需要满足用户对传输速度的要求, 还需要具有较好的稳定性、方便的可接入性、超强的容量及扩充性等, 以解决真正意义上的“流量风暴”问题。

2 5G无线网络的发展现状

5G技术的研究, 目前还处于起步探索阶段, 对5G技术的认知、技术领域存在较多的分岐。但是应该看到, 5G技术的关注点是用户需求的满足和良好的用户体验。因此, 总体而言, 5G技术的重点是业务丰富、时延短、容量大的数据业务。在其容量的提升方面, 更为用户重视和认知。

在现在的4G技术中, 人们对数据传输的速度已经有了比较高的满意度, 在与4G的融合性方面, 5G将通过空口技术的实现, 来更好地提高技术的融合性。现在5G技术研究的内容主要有:更高的频谱效率, 更多有效的空口通道, 超密组网Dense Cell, 更多的频谱等。对于5G技术而言, 后4G时代技术的发展也是5G技术研究的重点, 通过在现有技术基础上, 对用户需求和其他网络技术的研究, 开发出真正融合相关智能应用的移动通信网络大平台, 进一步将IT技术、IEEE无线接入等成果进行更深入地梳理和开发。从实用性角度出发, 5G无线网络的研究与发展主线应是:Cloud Radio协同组网、Cloud NF网络架构云化、SDA多业务空口自适配等。

3 5G无线网络的发展对高职人才培养模式的影响

随着5G无线网络时代的到来, 移动终端设备将成为人们生活和工作更加不可缺少的必备品, 而且移动平台更趋于多元化、丰富化、智能化, “云”技术将更多地融入人们生活、工作、教学中, 从而使高职院校的人才培养模式发生重大改变。

3.1 对高职院校专业设置的影响

基于5G无线网络将来对行业和产业带来的巨大变革, 做为高职院校, 应及早对相关变化做出反应, 通过设立新专业、开展新研究, 有意识地及时调整自身发展的方向。

近几年, 全国多所高职院校就结合网络技术的发展和进步, 根据行业发展对人才的需求, 办设了多个新专业, 并正酝酿微商务以及移动电子商务等专业。

技术的变革与升级, 也迫使传统的职业教育模式做出适应性的变革, 从而使学校得到社会和师生更广泛的认同。例如, 针对社会更多样化的人才需求, “网上人才订单+按需培养+安排就业”的高职院校人才培养模式将成为职业技术人才培养的主体, 也必将对院校的教育工作提出更高的要求。

5G无线网络的发展, 在产生一大批新兴产业的同时, 也将对传统产业的升级起到促进作用。因此, 在电子商务等专业教学过程中, 也应该针对这些变化进行改革创新。这并不是针对几门专业功课的变动和调整, 也不只是增加一些新的知识点, 而是需要针对人才培养过程、教学内容、课程体系、实验实训等方面做出进一步重构与升级。

3.2 对高职院校课程建设的影响

5G无线网络做为一种先进的通信技术, 在现代化的教育中必将得到更广泛的运用, 而且必将促使高职院校的课程建设做出适应性变革, 而对这种改变提前做出准备与预设, 将使院校在人才培养方面占据更多有利资源。比如, 高职院校通过发挥5G无线网络优势, 可建立包含BB平台、课程中心、“空中教室”等数字化资源平台, 通过这些平台, 可实现开放性教学、共享互动, 强化课程中心的建设, 优化网络课程资源;通过“云”技术的运用, 可有效整合学校的优质学习资源。

另一方面, 以职业能力培养为目标, 以课程资源为核心, 以专业建设为主线, 利用专家信息和教学资源建立无线网络数据库, 以满足不同学生对在线教学、继续教育、自主进修等方面的学习需求。在此基础上, 对企业生产经营实际案例进行无线网络数字化建设, 鼓励教师在数字化学习平台上开展微课教学工作。再者, 通过“空中教室”和网络核心学习平台等一系列线上教育资源, 配合线下教育的顺利实施, 可定期对平台大数据进行分析和修正, 使网络化教育从宏观到微观, 从小众化走向大众化。

3.3 对高职院校校企合作的影响

5G无线网络教育平台建设必将成为高职教育发展的重点, 利用其“开放、共享、实用、即时”等特征, 通过对校企合作各个主体所拥有的教育资源进行整合, 可以为教学信息的共享与交流带来极大便利。通过5G无线网络教育平台, 融合本省或本地区甚至全国高校的相关专业课程, 可以更好提高各校之间的交互性, 而各专业在校企合作领域各有侧重的开展, 也将进一步促进职业教育工作的融合与发展, 提高教育与生产力之间的转换速度。

微企业是高职院校服务的一个重要群体。基于此, 可通过校企合作的移动互联网实习平台, 对学生校外实践与实习活动进行良好的监督和评价, 从而促进校企合作长期良好运行。为了加强学校、企业与学生间的沟通与联系, 可通过搭建校企合作5G无线网络平台, 实现与诸多企业的线上互动, 为学生、学校、企业的相互沟通提供便捷渠道, 进一步完善高职人才培养渠道。在校企合作网络平台中, 通过信息收集、资源整理及校企合作项目管理, 可为学生顶岗实习创造有利条件, 为学生高质量就业提供保障, 为学生创业提供想法和思路。

4结语

5 G无线网络对高职院校的人才培养, 应更多地体现在先进的教育理念、教学方法及评价方式的改变等方面。通过融合和创新, 注重课程的实用性, 有助于指导高职院校进一步深化学生自主创业、工学结合实践, 建立相应的学生培养管理体系, 真正构建以岗位职业能力和工作过程为导向的高职教育人才培养体系。

摘要：随着5G无线网络时代的到来, 移动终端设备将在人们的生活和工作发挥更重要的作用, 5G无线网络教育平台建设必将成为高职教育发展重点, 从而使高职院校的人才培养模式发生重大改变。基于此, 分析研究如何提前为5G时代到来做好准备, 对高职人才培养模式进行进一步探讨和研究, 从而助推高职院校的发展, 为企业和社会培养更多优秀人才。

关键词：5G,无线网络,教育模式

参考文献

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[2]刘云.高职教育校企合作人才培养模式构建[J].合作经济与科技, 2015 (04) .

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[4]王汝林.移动商务理论与实务[M].北京:清华大学出版社, 2007.

5G白皮书发布直指网络革新痛点 篇10

本届5G大会前所未有地集中了中国IMT-2020 (5G) 推进组、欧盟5G PPP、日本5 G M F、韩国5 G论坛和美洲5 G Americas等各国5G组织, 5G标准、网络架构、频谱协调成为最热的话题。借此机会, IMT-2020 (5G) 推进组发布了《5G网络架构设计》白皮书, 针对各类移动互联网和物联网应用场景的差异化极致性能需求, 提出了5G系统设计和组网设计的方向, 以及新型5G网络架构设计方案。

5G网络架构设计的2个关键

无论未来的5G应用将如何改变现有移动网络和物联网, 5G网络仍是研发部署过程中最关键的一环, 其技术方向、现实挑战、成本等都需逐一解决。

白皮书指出, 5G网络架构设计包括系统设计和组网设计2个方面:系统设计重点考虑逻辑功能实现以及不同功能之间的信息交互过程, 构建功能平面划分更合理的统一的端到端网络逻辑架构;组网设计聚焦设备平台和网络部署的实现方案, 以充分发挥基于SDN/NFV技术的新型基础设施环境在组网灵活性和安全性方面的潜力。

据悉, 该白皮书是IMT-2020推进组继《5G愿景与需求》、《5G概念》、《5G无线技术架构》和《5G网络技术架构》之后发布的第五本白皮书, 其中除了展示我国5G网络技术研究的最新成果, 也为全球5G网络技术与标准共识形成提供了重要支撑。

白皮书的重点内容目前已是业界的共识:5G网络是以用户为中心、功能模块化、网络可编排为核心理念, 重构网络控制和转发机制, 改变单一管道和固化的服务模式, 基于通用共享的基础设施为不同用户和行业提供按需定制的网络架构;5G网络将构建资源全共享、功能易编排、业务紧耦合的社会化信息服务使能平台, 从而满足极致体验、效率和性能要求, 以及“万物互联”的愿景。

同时, 白皮书还提炼了网络切片、移动边缘计算、按需网络重构、以用户为中心的无线接入网和能力开放等5G网络重要的创新技术, 并给出5G网络架构和技术标准化推进建议。

各国加快5G步伐

除了我国的IMT-2020推进组, 本届会议上欧盟5G PPP也发布了《5G架构》白皮书, 探讨了未来引发新业务机会的5G架构设计思路与潜在的网络新技术;日本5GMF也在本次大会上介绍了其白皮书1.0版本在5G无线技术、网络技术、业务与应用等方面的主要内容。

据日本5GMF秘书长Kohei Satoh介绍, 2020年的东京奥运会是个绝佳的机会, 日本将在此期间推出5G业务, 所以目前日本在5G研发和试验上一再加快速度。

韩国5 G论坛执行委员会主席Youngnam Han提出了5G的不同服务场景, 比如数据量和终端数目的爆炸性增加、云计算和大数据的相关技术、移动融合业务等。他表示, 这些业务需要5G网络具备更加智慧、更加浸入式、更加无处不在、更加自动化以及更多公共性的特点。

5G推动未来世界还需过三关 篇11

最新版《爱立信移动市场报告》预测，到2021年，5G移动用户数将达到1.5亿，WCDMA/HSPA移动宽带网络将覆盖全球90%的人口。与此同时，目前全球人口的50%以上依然无法接入互联网，在发展中国家尤为如此。因此，移动运营商面临巨大的发展机遇。

“软件定义、开放和虚拟化是5G演进过程中非常重要的三大元素。”博科中国系统工程师总监张宇峰对记者表示。

移动互联网用户的每一次联网行为都会创建大量数据，未来5G的目标是达到类似光纤网速的用户体验；而日益兴盛的物联网和机器对机器（M2M）服务也涉及很多连接，5G系统应该支持多种应用，如交通、医疗、农业、金融、建筑、电网、环境保护等，海量接入使得基于传统架构的移动网络面临转折点。

今天，实现新服务和满足客户的需求，不仅需要经过改造的高速空中接口，更需要一个全面移动和联网的社会和无处不在的移动网络基础设施。这个基础设施要由软件实现，虚拟化、模块化、可扩展，并基于开放标准。

近日，博科宣布推出新IP产品，帮助移动运营商重新架构网络支持5G服务，并以低于传统网络的成本提供更高的敏捷性和性能。

移动设备在数据率、通讯负载、移动、覆盖范围和重要性方面呈现多元化模式。张宇峰认为，移动运营商通过5步可以逐渐实现网络创新模式，“借用New IP的演进发展的结构，目前运营商已基本构建物理基础架构，下一步是针对应用和云访问而进行的自动化优化；接着是针对开支、速度和效率进行敏捷性优化；再更高一层达到一个闭环的智能移动管理，最后再针对服务进行创新。”

面对5G网络需求，博科新产品集成了vEPC、移动边缘计算和网络可视性等全新网络性能。据悉，博科Virtual Core for Mobile（VCM）为vEPC产品套件，是一个完全虚拟化的演进分组核心（vEPC）产品套件，在第三代合作伙伴计划（3GPP）建立的标准化日期之前，通过控制平面和用户平面的独立定位和缩放来支持网络分层。

据张宇峰介绍，博科解决方案可以在几天内完成部署，无需花费数月时间。还可根据具体的网络和部署要求，实现完整的vEPC或移动性管理实体（MME）、家庭订户服务器（HSS）、服务网关（S-GW）和分组数据网络网关（P-GW）

的集合。此外，博科VCM可专为物联网、MVNO、新服务等提供服务。同时，该解决方案可与3G/LTE核心网络设备无缝连接。

据了解，该解决方案已在高速空中数据通讯服务提供商SmartSky网络中部署。在该网络中，博科vEPC连接了SmartSky 4G在全美国的250多个基站。

在边缘计算能力方面，博科虚拟路由器提供了移动边缘虚拟化基础设施功能，集成了包括路由、IPsec终端和网络防火墙功能和主机操作系统等在内的虚拟化基础设施。

此外，为了便于运维管理，博科还将提供网络可视性解决方案，实现端到端的可视化管理，包括网络数据中转包设备和探针协议。

5G不仅是移动宽带的演进，它将是未来数字世界的推动因素。5G将连接新的终端设备，而这一转变将为ICT变革在新行业和垂直市场开辟新机遇。

5G无线通信技术的应用前景分析 篇12

1 5G无线通信技术的优点

5G无线通信技术现在正在被各种大运营商和产学研机构进行积极的研究, 因为5G无线通信技术拥有极大优势特长之处。它主要有以下几大优点:数据传输速率快, 频率利用率高, 无线覆盖能力强, 兼容性好, 成本费用低, 不受场地限制等等。

5G最大的优点就是数据传输速度快, 相对于4G网络通信技术来说, 5G无线通信技术的数据传输速度可以提高一个量级甚至更高。从2G, 3G到4G, 数据传输速度突飞猛进, 但它们的传输速度还是要受到很多因素的影响, 比如障碍物、空间环境、设备设施等条件的影响, 之前几代的网络通信信号的穿透能力不强, 一点障碍物的存在都会影响它们的数据传输速度, 这样会使用户的体验感大打折扣;另外发射器的质量和周围的环境对信号的质量都有很大的影响。

目前兼容性问题是互联网技术发展的最大障碍, 5G无线通信技术的兼容性要比之前几代网络技术的兼容性要更加的突出, 其他因素的干扰性较小, 同时也可以和其他网络技术同步使用。

无线通信技术解决了有线网络在场地、设备上受限的问题, 5G无线通信技术在真正意义上解决了这些问题, 5G无线通信的信号有强大的穿透力, 对设备的要求低, 加上兼容性强, 信号的辐射范围大, 并且不容易受其他干扰因素的影响。

2 5G无线通信的关键技术

目前, 很多大型主流通信商家和研究机构, 针对5G无线通信技术提出了各自的可行性方案设计和思路。在本小节内容中, 对这些侧重点各不相同的无线通信技术的方案和新颖的思路进行了总结, 对5G无线通信的关键技术从以下4个方面进行阐述, 分别是多天线传输技术 (Multiple Input Multiple Output, MIMO) , 高频传输技术, 密集网络技术和新型网络架构。

2.1 多天线传输技术

作为提高频率利用率和传输可靠性的有效方式, 大规模天线阵列和大规模MIMO等通信技术陆续被提出。大规模天线阵列技术可以深度挖掘空间维度资源, 利用空分多址技术 (Space Division Multiple Access, SDMA) , 来达到在同一时频资源上同时服务多个用户的目的;为承载更多的小区容量和担负更快的数据下载速率, 对MIMO天线的许多功能进行了增强性改进。在未来的5G无线通信技术中为实现各大小区网络基站上Massive MIMO的部署, 采用有源天线技术, 这样就可以实现3D波束赋形, 为了更大地提升系统的空间自由度, 5G无线通信技术的天线设计模仿了军用相控阵雷达的思路, 而3D波束成形技术可以提供更加细致化的空间区域粒度, 提高许多用户的多天线传输技术的性能。现在的5G无线通信相关技术可以十分明显地增加网络系统的数据容量, 这样就可以满足快速增长的用户数据业务需求, 来满足更多的用户需求量。

2.2 高频传输技术

随着无线通信技术的快速发展, 还有无线通信技术的应用越来越广泛, 许多无线通信研究机构和无线通信部门所拥有的低频段频谱资源都快到了枯竭的地步, 现在已经很难找到适合5G无线通信技术使用的新频段了。到目前为止, 人们为了保证5G无线通信技术传输所需要的更大条件, 已经将各个频段的频率发射器调整到了最好的工作频率上。因此, 未来发展5G无线通信技术必须向高频率阶段方向扩展, 特别是毫米波频段, 这个频段范围拥有大量的频谱资源, 而且有较大的连续带宽, 可以很好地满足短距离高速率传输的需求。低频波的传输以直线为主, 绕射能力比较差, 当基站与用户之间的直线距离受到阻挡时, 传输性能就会显著下降, 而高频传输技术很好地解决了这个问题。此外, 现阶段的高频段器件的技术还有一定难度, 需要研究人员解决克服的难题还有很多, 这也给高频段通信技术带来很大挑战。

2.3 密集网络技术

随着用户对网络数据的要求越来越高, 网络技术也要不断更新提高。其中一种比较好的技术就是—应用更加密集化小区网络部署, 这个技术是一种有效提升5G无线通信技术中网络总体性能的方法, 但是要在现在的技术下应用好密集网络技术, 有一个难点问题需要解决—就是解决干扰问题, 提高无线网络通信信号的抗干扰能力, 重点是对边缘用户的网络性能的提高。在这密集网络技术的支持下, 在未来的5G无线通信网络将会成为“宏蜂窝+长期微蜂窝+临时微蜂窝”的网络架构。这种结构的形成就会降低用户端网络端口对于网络前期规划的依赖性, 为了5G无线通信时代能实现更加灵活自适应的网络提供保障, 这样就大大增强了5G无线通信的灵活性。应用了这门技术之后, 一个问题随之出现, 网络密集化技术的增加的同时, 也会让网络容量和无线资源利用率的大幅度提升。这一关键技术的应用, 会给5G无线通信的发展带来巨大的潜力。

2.4 新型网络架构

今后的5G无线通信网络既包含新的无线传输技术也包含现有各种无线接入技术的后续演进, 如3G, 4G以及无线网络、还包括最新的5G无线通信网络等形式, 构成了一个无缝、异构程度大、融合性强的网络。因此, 未来5G无线通信网络肯定会形成蜂窝数据流量和Wi Fi相互组成的新型网络架构, 可以有效进行业务分流工作。随着移动通信的用户量的不断增长, 网络基站承担的业务量和计算量的压力也越来越大, 为了减轻网络总站压力, 新型的网络拓扑架构就被提出来, 并加以应用。

3 5G无线通信技术的研究意义

5G无线通信网络技术与之前的通信网络技术相比较, 拥有了更多的新的优点, 它不是将之前的2G, 3G, 4G无线通信网络的优点进行单纯的承袭, 而是在很多方面上有了提升, 新构建的5G无线通信网络技术的应用范围更广, 应用更加灵活, 这样的无线通信网络技术就拥有了更大的竞争力。5G无线通信网络技术在网络通信行业的建设方面, 会起到非常大的作用, 将会为人类提供更多便捷、优质的服务, 并且, 它覆盖的范围也将更加广泛, 用户在体验和使用5G无线通信网络技术相关的应用的时候, 会觉得更加智能化和人性化。无线通信技术的快速发展应用与全球化的发展的连接呈现无缝状态, 让人们体会到更先进更智能的网络服务, 这将是无线通信史上的一大革新, 在不久之后人们就会使用到相关的技术。

4结语

处在5G无线通信快要到来的时间段里, 必须抓紧对该技术的研究, 完善技术方面的缺点, 增强无线通信方面的技术实力和理论基础。5G无线通信技术的快速发展进步, 是发展世界经济、促进全球经济一体化的助力之一。快速并同步更新信息, 使得5G无线通信为医疗、军事、教育以及建筑等行业提供了更实时和完善的信息资源和便利, 为在世界范围内建立一个完善的智能化移动网络体系提供了坚强的技术基础。

摘要：经历过2G追赶, 也经历过3G突破, 社会正处在4G同台竞技的高峰期, 马上迎来新一代无所不在的移动信息网络—5G无线通线技术。随着我国ICT产业的进一步融合, 我国已经进入到了现代化的网络信息时代, 移动通信技术在各个方面影响着人们的生活。5G无线通信技术被认为是当前最具有应用前景的技术, 可满足用户对移动网络技术的使用需要。文章就5G无线通信技术的优点、5G无线通信的关键技术以及5G无线通信技术的研究意义这几个方面一一进行了阐述。

关键词：5G无线通信技术,信息网络,高频传输技术

参考文献

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