高辉
【摘 要】移动用户数量的迅速增多和用户对通信质量的要求不断提升，促进了通信技术的发展。为了适应网络数据的大规模膨胀，开发新业务，国内外的通信行业纷纷提出了5G关键技术的猜想。本文笔者通过追溯4G通信技术的兴起，提出关于5G性能的猜想，并对5G关键技术进行详细分析，包括超密集异构网络、自组织网络、D2D 通信以及内容分发网络。
【关键词】5G；关键技术；网络需求
0 引言
从上个世纪七十年代开始，移动通信技术就得到了迅猛的发展，用户体验也在不断提升。伴随着通信业务的上涨和网络流量的增加，现有的通信技术水平已经无法满足用户的需求，所以5G网络技术的猜想应运而生，它能提供更加丰富的功能和服务，而且具有容量大、数据传输速率快、成本低、质量高的突出优势。本文笔者将重点阐述5G的关键技术分析。
1 从4G看通信网络新需求
总体来看，4G网络提供的数据业务由于是全IP化网络，所以基本能满足移动通信业务的需要。但是近年来，随着移动互联网和物联网技术的发展，社交网络、云计算和车联网等新型的移动通信业务的出现，对通信技术的水平提出了更高的要求。未来人们的住宅区、办公娱乐休息区都将覆盖移动通信网络，而每种场景对通信网络的需求不尽相同。例如部分场景需要流量密度极高、部分场景需要高移动性等，这些都说明现有的4G网络无法达到这样的高度和水平，因此，我们面对未来用户的新需求必须研究更加先进的移动通信技术。
2 5G的性能设想
由于4G网络在传输速率、连接数目以及流量密度等方面都已经无法顺应移动互联网和物联网的发展潮流，所以5G的性能将完全不同4G，典型业务包括虚拟现实、超高清视频以及智能家居等，具体的性能指标请见表1. 5G将服务于2020年及以后的用户，致力于为用户提供更加优质的服务。
3 5G关键技术分析
3.1 超密集异构网络
超密集异构网络让网络节点与终端的距离更短，能有效提高功率和频谱效率 ，增强通信业务与各种接入技术之间的灵活性。在5G网络中，需要考虑的问题是怎么解决同一种无线接入技术之间出现的同频部署的干扰或者是不同覆盖层次之间的干扰所造成的性能损伤。此外，为用户部署的大量节点如果随即开启或者关闭，会造成通信业务时间和空间的分布发生混乱，因此也需要研究出能适应此类动态变化的技术。为了降低成本，可以利用无线回传传输技术，一方面服务于终端系统，另一方面也为各个节点提供中间服务。
3.2 自组织网络
为了使运营商能够高效运营，更好地满足用户需求，NGMN联盟联合一些设备制造商提出了自组织网络的概念，最大限度地智能化，减少人工操作环节。目前，自组织网络已经成为铺设网络所要具有的必备特性，发挥出了无可比拟的优势。从技术角度分析，5G就是多层和多无线技术的共同体，其具有非常错综复杂的网络结构，后期的运营和维护工作都非常有难度。所以，未来5G技术将采用更智能统一的自组织网络功能，实现自配置、自优化和自愈合的效果。
3.3 D2D 通信
D2D 通信是一种用于近距离数据传输的技术，其会话数据可通过终端直接进行傳输。如果无线通信基础设施因为某些原因遭受破坏或者处于覆盖盲区，就可以借助D2D 通信接入蜂窝网络。图2则是D2D 通信系统的示意图，未来全球的终端数据会飞速增长，所以D2D 的网络接入会帮助这类问题的解决。
3.4 内容分发网络
5G时代将面临通信业务和网络流量的急剧增长，所以网络运营商要解决的一个重大问题就是如何分发大流量内容，降低用户时延。因此，内容分发网络技术将对容量和用户体验起到重要作用，它其实是一个智能虚拟网络，通过CDN系统为用户提供所需要的信息以及缩短传送时间。关于CDN网络构架如图1所示，源服务器把内容发给代理服务器就可以实现用户就近获取内容，提升用户体验的效果。
4 结论
未来的5G网络发展将更加注重用户体验，并以更加开放、智能和灵活姿态出现。而且5G技术应用的目的不仅是为了提高数据传输速率，更是对人类能力的进一步眼神，让周围的物体都能处于实时联网的状态。总之，目前5G通信技术还处于研究的关键阶段，考虑到用户需求，成本耗费这些问题，仍然有大量工作需要完成。
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[责任编辑：朱丽娜]
