深入分析当前5G网络技术研究现状和发展趋势

2023-02-18

一、5G网络研究现状分析

现阶段, 5G网络技术还不够完善, 虽然我国部分地区开始使用5G网络技术, 但是其还不能全面推广使用。下面通过分析5G网络关键技术, 分析5G网络技术研究现状。

(一) 高频段传输技术

5G网络技术亟需解决的就是传输技术要求。通常情况下, 移动通信网络频波段在3GHz以下。然而随着科技的发展及智能手机的普及, 人们大多选择使用手机观看视频或使用办公软件办公, 因此对流量的要求日益增高, 频谱资源也不能满足人们的正常需求。为有效解决此问题, 研究部门尝试通过优化传输技术来提升传输效率, 使用特殊材料制作成大量天线, 并将其构建为数据传输网络, 从而组成数据传输高速公路, 实现高速传输数据信息的目标。随着网络传输速度的提升, 可在短时间内传输大量数据信息, 因此用户之间的干扰也较少, 可有效保证无线信号的稳定性。

此外, 还需不断提升5G网络的覆盖率。与2G、3G、4G网络不同, 5G网络采用的是高频段传输方式, 为提升5G网络的覆盖率, 我们可采取以下方式:安装大量天线, 充分发挥波束赋技术的作用。若出现网络盲区, 数据传输速度受到影响, 可通过设置多根天线增加5G网络覆盖率的方式解决此问题。

(二) 全双工技术

5G网络技术还需深入发展全双工技术。为降低传统频谱资源对网络传输速度的影响, 提高频谱资源利用率, 需在5G网络中融入全双工技术。在研发网络通信系统时, 需不断优化TDD与FDD双工技术, 我们可通过同时同频全双工技术来优化此技术。然而在实际操作中, 此技术将产生导频污染, 因此我们需不断优化、改进此技术, 降低导频污染。

(三) 直接通信技术

5G网络技术可实现多用户实时通信, 而实现此目标的一个重要技术就是直接通信技术。利用直接通信技术, 可实现多设备、多用户之间的通信, 可有效提升信息传输速度, 提高办公效率, 降低能源浪费。此外, 直接通信技术还可与其他技术相辅相成, 促进相关产业稳定、持续发展。5G移动通信网络的信息传输速度较快, 且信息传输量较大, 可快速传输大量数据信息, 为实现这一目标, 我们需要密集网络技术的支持。

二、网络技术发展趋势

随着科技及经济的发展, 人们对网络技术的要求日益提升, 5G网络技术应运而生。5G网络技术对提高网络传输速度, 推动移动通信行业稳定发展具有重要意义。相较于3G、4G网络技术, 5G网络技术的频谱利用率、资源利用率、网络传输率等方面均有所提升。

此外, 相较于3G、4G网络技术, 5G网络技术的智能化程度更高, 可满足用户对流量方面的要求, 同时5G网络技术还具有自感知及自高速的优点。总之, 5G网络技术未来将向着以下几个方向发展:

(一) 频谱

现阶段, 不同国家的无线频谱区划也不相同, 然而随着5G网络技术的不断发展, 各个国家的频谱也将向着5G网络技术方向发展。C-Band是5G首个全球统一的频段, 其将作为城区主要容量层;毫米波段可提高带宽、增加容量, 因而其在5G热点地区提升容量、站点自回传与家庭宽带接入方面具有重要作用。针对一些已经被占用的频谱, 则需分析如何将其转换为5G网络, 并提供相同的覆盖范围及质量。

现阶段, 2G、3G、4G网络大多使用低频段, 5G网络采用的是高频段, 5G网络技术可有效提升频谱资源利用率。我们可通过将无线与有线技术融合起来, 使用光载无线组网等先进技术有效解决高频无线电穿透力弱的问题, 从而提高频谱资源利用率。

(二) 新体系架构

相较于2G、3G、4G网络技术, 5G网络系统需建设新的网络机制构架, 从而提高网络传输效率, 使用户可在短时间内传输大量数据。受到4G网络中心转发与单一控制的影响, 在5G网络技术多连接及高吞吐量的背景下, 网络传输速度将受到影响, 因此5G网络技术需保证流量分布的均衡性, 并且丰富5G网络技术的功能。

5G网络是依据功能平面体系进行框架设计, 重组了传统与网元绑定的网络功能, 并将其划分为接入平面、控制平面、数据平面这三个功能平面。控制平面的主要功能就是生成信令控制、网管指令等;接入平面及数据平面的主要功能是执行控制命令。

(三) 统一技术标准

5G网络技术可实现人与人之间、人与物之间、物与物之间的直接通信, 然而为了实现直接通信这一目标, 需设置统一的技术标准。因此, 5G网络技术未来的一个重要发展趋势就是制定全球统一技术标准。通过建立全球统一技术标准可实现全球范围内的国际漫游、降低终端设备成本等。早在2015年, 国际电信联盟就开始准备制定5G国际标准, 并计划在2018年底启动5G技术评估与标准化, 在2020年底形成商用能力;电气和电子工程师协会也在研究5G标准化, 并深入研究了5G网络技术;3GPP预期在2018年制定第一版5G网络架构标准, 并在2019年形成规范版本。