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1、簡(jiǎn)述5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)【摘要】隨著智能手機(jī)及互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，近幾年來移動(dòng)通信技術(shù)經(jīng)歷了2G到4G的革新，在通信速度和通信質(zhì)量上取得了很大進(jìn)步，隨著4G網(wǎng)絡(luò)的不斷成熟，以及新型互聯(lián)網(wǎng)對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)提出了更高的要求，現(xiàn)在人們已經(jīng)開始研究5G移動(dòng)通信技術(shù)。2013年我國(guó)相關(guān)部門就對(duì)其進(jìn)行了目標(biāo)制定，2016年我國(guó)華為公司更是以PolarCode(極化碼)方案拿下了5G控制信道eMBB場(chǎng)景編碼的標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)于4G技術(shù)，5G通訊技術(shù)不僅傳輸速度和效率更高，而且具備很高的兼容性，可以實(shí)現(xiàn)多制式、多模式的結(jié)合?？梢哉f，5G通訊技術(shù)將會(huì)極大地提高我們的信息通訊能力，為大數(shù)
2、據(jù)智能化時(shí)代提供有力保障?！娟P(guān)鍵詞】5G通信;移動(dòng)網(wǎng)絡(luò);大數(shù)據(jù)技術(shù)一、5G網(wǎng)絡(luò)通信簡(jiǎn)介5學(xué)海無涯1.1概念及背景。5G網(wǎng)絡(luò)是指第五代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，它的主要特點(diǎn)是傳輸速度快，每秒鐘的峰值傳輸可達(dá)數(shù)十GB。作為新一代移動(dòng)通信技術(shù)，它主要是用于滿足2020年以后的通信需求，隨著現(xiàn)今大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，信息對(duì)通信傳輸?shù)囊笤絹碓礁撸?G已經(jīng)無法滿足其需求，人們迫切地需要一種速度更快、成本更低、功耗更小、傳輸更為安全可靠的技術(shù)。因此5G通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，總體來說5G網(wǎng)絡(luò)的目的是要使用戶終端始終處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，它將要支持的設(shè)備遠(yuǎn)不止智能手機(jī)，而是會(huì)擴(kuò)展到未來的智
3、能家居、智能穿戴等設(shè)備。與當(dāng)今4G網(wǎng)絡(luò)使用率相比，5G技術(shù)提供密集而高效的網(wǎng)絡(luò)支持，并且在使用限制上也比4G網(wǎng)絡(luò)大大減少，可以更方便地實(shí)現(xiàn)人與物的聯(lián)通。1.2發(fā)展歷程。早期三星公司在28GHz的超高頻段，以每秒1Gb以上的速度，成功實(shí)現(xiàn)了傳送距離在2Km范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸。這標(biāo)志著高速率通信技術(shù)研制成為可能，超高頻段數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的成功，不僅保證了更高的數(shù)據(jù)傳輸速度，也有效解決了目前移動(dòng)通信波段資源幾近枯竭的問題。2014年三星又宣布已經(jīng)研發(fā)出基于5G核心的移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步促進(jìn)了5G技術(shù)的發(fā)展，2016年華為公司取得了5G控制信道eMBB場(chǎng)景編碼的標(biāo)
4、準(zhǔn)權(quán)，2017年八月份華為公司和德國(guó)電信成功部署了新5G空口連接，它具備很高的可移動(dòng)性和廣覆蓋性，傳輸速度達(dá)到Gbps級(jí)，延遲達(dá)到毫秒級(jí)，至此5G通信技術(shù)離我們?cè)絹碓浇?，預(yù)計(jì)到2020年5G技術(shù)將會(huì)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用。二、5G網(wǎng)絡(luò)通信關(guān)鍵技術(shù)5學(xué)海無涯2.1新型多天線傳輸技術(shù)。新型多天線傳輸技術(shù)是5G通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，它改變了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信的天線布置方法，更大程度上實(shí)現(xiàn)了天線的利用效率最大化?，F(xiàn)代通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，頻譜資源越來越少，人們迫切需要在既有頻譜下提高頻譜的利用率，因此大規(guī)模天線布置陣列（LSAS）被提出，其基本結(jié)構(gòu)如下圖。根據(jù)結(jié)構(gòu)圖，我們可
5、以觀察到LSAS技術(shù)可以帶來巨大的矩陣增益，除此之外，它還可以更好地抑制干擾。這種矩陣排列可以對(duì)時(shí)間和空間進(jìn)行劃分，分裂出多個(gè)地址，同時(shí)滿足多個(gè)用戶端的需求。此外，5G網(wǎng)絡(luò)通信將會(huì)引入有緣天線技術(shù)，通過這一技術(shù)，可以更好地實(shí)現(xiàn)小區(qū)基站部署，這樣可以增加系統(tǒng)的容量，滿足不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸需求。就目前而言，LTE基站的天線布置大多是水平單方向的排列，這樣只能形成水平方向的波束，而且鑒于其排列方式，當(dāng)需求大量天線時(shí)，會(huì)造成總的尺寸過大而影響到其實(shí)際安裝。針對(duì)這個(gè)問題，5G網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)借鑒了軍用陣控雷達(dá)的思路，首先是為了解決空間上的限制，其次是為了實(shí)現(xiàn)更高程
6、度的信息傳輸。通過上圖這種方式，可以實(shí)現(xiàn)水平和垂直兩個(gè)方向的波束，極大地提高了空間利用率。而且基于這種天線布置方式，多用戶之間可以建立有效的隔離，但又不影響其具體信息傳輸使用，這種方式是適合于未來大數(shù)據(jù)時(shí)代的有效方式。不僅如此，矩陣式的排列還可以提升天線的性能，降低由于耦合造成的能源損失，使整個(gè)過程更為高效化。2.2自組織網(wǎng)絡(luò)及內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。自組織網(wǎng)絡(luò)是指網(wǎng)絡(luò)本身智能化地調(diào)控相關(guān)網(wǎng)絡(luò)，它是人工智能技術(shù)的一項(xiàng)應(yīng)用。現(xiàn)今的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信中，網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)部署和運(yùn)營(yíng)維修都依靠龐大的人工量來完成，當(dāng)今各種無線接入技術(shù)更是為網(wǎng)絡(luò)組織增加了難度，在消耗了大量人力物力的
7、基礎(chǔ)上，效果仍然很差。據(jù)此，5G網(wǎng)路技術(shù)提出自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它主要包含兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，一是網(wǎng)絡(luò)部署的自規(guī)劃和自配置；二是網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)自愈合和自優(yōu)化。自行配置是指新添加的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)隨即就可以使用，其安裝十分簡(jiǎn)易且成本很低。自優(yōu)化是優(yōu)化技術(shù)的一種智能化，根據(jù)最優(yōu)估計(jì)及調(diào)控技術(shù)，對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行自動(dòng)的優(yōu)化，減少其工作量，提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能。自愈合技術(shù)是針對(duì)于故障檢測(cè)及維修而言的，相關(guān)檢測(cè)設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)過程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，通過設(shè)定好的檢修程序?qū)ζ溥M(jìn)行自動(dòng)維護(hù)，如此可以大大減少維護(hù)成本。自動(dòng)規(guī)劃主要是為了進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃，以滿足相關(guān)要求。從形式上來說，主要有集中式和分
8、布式以及混合式三種架構(gòu)。相對(duì)來說集中式架構(gòu)控5學(xué)海無涯制范圍廣，但是算法比較復(fù)雜，而且速度比較慢。而分布式結(jié)
