天津七六四通信导航技术有限公司 天津 300210
摘要：近年来，在社会经济迅速发展以及科技的日益进步背景下，5G已经在商业市场中广泛运用起来。此技术既可以满足业务需求，又具有一定的网络传输安全性，可以大大提高网络通信水平。因此，本文将先阐述5G通讯技术的概念，然后分析5G移动通讯关键技术的特点和应用，最后探讨5G移动核心网的关键技术。5G移动通信网络的业务需求以及通信场景具有差异化的特征下，需要对5G移动通信网架构和移动性重要新技术进行深入的讨论，融入软件的去中心化网络结构，而且应用移动性网络切面MDNS技术，这样为5G移动网络用户带来更好的体验，还可以推动我国通信行业健康稳定发展。因此，当前我国移动通信有关部门必须要深入探讨5G核心网网络架构及关键技术的有关问题。
1、5G网络的概述
1.1、5G网络的概念
5G的英文全称是5Gth-generation。事实上，5G是移动网络通信技术发展到第5代的产物。5G网络表示新时代下人们对移动网络通信技术水平提出更高的要求。通信技术日益创新改善，在无线网络内部形成相当高的目标。相对于各种传统的通信网络，5G网络将当前的每项技术以及创新技术相结合，从根本上实现集成接入，即5G网络已经融合多项技术，具有一定的综合性和全面性。在现代化社会，已经普遍运用该综合性网络，在保证安全性的同时，将个人与其他的事物以及人密切连接。
1.2特征
将4G网络和5G网络进行对比分析，不难发现，5G网络的特征主要包括时延较低以及容量较大、泛在网、高速度等。4G网络已经构建完善的网络架构，5G依托该架构，运用多根天线，输送高频信号，信息输送是以低频段为主。5G网络大约每秒传输15GB，在很大程度上促进广域物联网技术的稳定发展。
2、5G移动通讯技术的特点和应用场景
2.1流量大，速率高
5G移动通讯技术相比于4G技术的网络峰值而言，可以放大到十到一百倍。普通通讯传输速率达到10Gbit/s，运行速率极快。对于特殊行业和特殊研发中心的数据使用，甚至可以达到100以上的GBIT/s的值。
2.2海量连接
5G移动通讯技术具有支持大规模、多数量链接的特点。在短距离内，甚至可以实现同时进行100万个网络通讯工作，极大迎合了我国目前的网络使用者庞大的需求，并能够满足根据不同用户对网络传播的要求。例如，在通讯过程中信息传播中断与快速发送要求。
2.3超低时延
5G通讯技术的理想转态是将延迟降低到1ms，使作用5G进行信息传输时更迅速，并能对突发状况进行判断。这样的概念能够作用在我国对与无人驾驶汽车的技术研究起到突破性。
2.4高可靠
由于5G技术的高效率特点，成为推动其他行业发展的关键技术，成为支撑其他信息工业更可靠地进行运作的核心。例如，智能交通、医疗器械作用等。
2.5低功耗
基于时代可持续发展、绿色发展的理念，5G网络相比于4G而言，更节省资源，符合绿色、可持续发展的方向。在5G网络的理想状态下，利用节约能源的设计，使网络能耗效率有待提升百倍以上。
2.6频谱利用率高
频谱资源是5G技术研发的经济价值所在点，是促进5G技术商业化的基础。由于5G信息技术有着庞大的信息容纳系统，能够适用于各类信息数据和新型业务的使用，用户对于5G的使用量和要求增高，促使使用频率需求量也增多。总的来说，相比4G的频谱效率，5G可能可以提升5～15倍。
3 5G部分关键技术
3.1大规模MIMO技术
传统的TDD网络的天线基本是2天线、4天线或者8天线，而大规模MIMO技术的通道数达到64/128/256个。该技术适用于宏蜂窝小区和中心基站。
3.2 超密集组网
在5G的典型热点高容量典型场景中，为了实现5G网络的高流量密度、高峰值速率、高用户体验速率，将采用宏微异构的超密集组网架构进行部署。
3.3新型多址技术
以PDMA、SCMA和MUSA为代表的新型多址技术通过多用户信息在相同资源上的叠加传输，在接收侧采用先进的接收算法分离多用户信息，相比于OFDM，不但可以提供更高的频谱效率，支持更多的用户连接数，还可以有效降低时延。该技术可以作为未来5G系统的基础性核心技术之一。
3.4 新型多载波技术
基于滤波器组的正交频分复用（FB-OFDM）技术，即在收发端通过多相滤波器进行子载波级滤波，简化实现的复杂度，能根据不同场景的需求侧重点，选择合适的波形函数调制发射数据，从而灵活地适用于不同的业务。
4 5G移动通信网络构架
在5G移动网络通信架构中，主要包括接入网、网络部署场景和核心网三种结构。对于接入网而言，5G移动通信网络技术人员应对其进行科学设计。在设计时，应把控以下要点：一是融合异构多接入技术，并在无线控制器设备帮助下对其进行精准控制，同时要确保接口具有较高的兼容性，奠定良好的性能根基；二要从数据资源出发进行高效处理，以基站为处理平台，实现数据资源的虚拟化处理，此为网络协调运行的重要前提；最后针对资源传输系统，接入网的设计应关注资源传输路径与传输行为的严谨性，要确保将浏览内容与用户偏好充分匹配。对于网络部署场景而言，主要分为室内和室外两种，技术人员需要制定针对性的部署措施。对于室内网络场景的部署，可以选用大型天线，室外网络环境的部署则增加基站的建设数量，并在光缆连接与零部件的合理布设下确保5G移动通信网络的通信速度符合通信要求。对于核心网，应从优化用户服务质量出发，合理连接用户网络与外部网络。技术人员应将网络元件作为数据信息的接收元件，并配备专业的硬件以提高核心网与网络连接的灵活性。
5 移动通信核心网部分关键技术
5.1基于服务的架构
5G对构架进行了重组，采用服务化架构（SBA，ServiceBasedArchitecture）区别于以往网络构架，使得网络功能更合理地作用。该架构具有四大特点：一是敏捷性，为网络部署、防护、革新提供方便；二是易扩展性，拥有适用于多场合、多环境的接口；三是灵活性，通过模块化使网络功能的组合更契合，满足网络切片灵活组的需求；四是开放性，新型接口符合于多重运营工作需求，能够对各种环境下的运营管理起作用。相比4G网络，网元设计是它的突出点。
5.2网络功能虚拟化和网络切片
切片技术是5G网络中的一项关键技术，让其可以实现各种业务场景和业务类型，根据需求科学定制网络。5G核心网利用SDN技术，让5G核心网的硬件平台和网络功能可以解耦，形成各种网络功能模块，通过组合这些模块，形成特殊的网络切片。网络切片主要包括接入网络及核心网络等，各个网络切片间能够完成不同网络切片之间的资源共享，也能够将不同网络切片间的资源进行相互隔离。核心网络又包括两部分，控制平面以及用户平面。控制平面所采用的架构是服务化架构，而用户平面所采用的架构模式则可以根据转发性能的需求进行合理的选择。无线网接入在确保网络质量和系统容量等重要指标不受干扰的情况下，无线网络切片必须要基于无线网络DU分层架构，能够运用虚拟化技术，将一些基础设施资源进行共享。必须要重视空口时频资源的合理运用，采用相应的帧结构等不同技术相融合的方法，实现无线资源的智能调度，还可以利用无线网络参数对功能重新配置，以实现不同的切片功能。其中，网络切片管理功能可以实现切片编排管理，还可以将切片的SLA分解成切片子网的SLA。而通信业务管理能够实现从业务需求映射到网络切片需求。
结语
5G移动通信网络技术是一种具有全新活力的通信技术，且能够与当前互联网的发展趋势相适应。所以，运营商必须要根据现阶段网络特征以及发展前景，采用相应的组网方法，利用全新的网络架构，进而更好地实现当前网络的演进。
参考文献：
[1]刘晓峰，孙韶辉，杜忠达，等.5G无线系统设计与国际标准[M].北京：人民邮电出版社，2019.
[2]李晓辉，刘晋东，李丹涛，等.从LTE到5G移动通信系统——技术原理及其LabVIEW实现[M].北京：清华大学出版社，2019.