【《5G网络新技术及未来发展前景研究》12000字（论文）】.docx

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1、5G网络新技术及未来发展前景分析一、引言1二、5G新型网络架构及关键技术研究2（-）5G新型网络架构21 5G相关技术标准22 5GNR架构演迸3（二）移动边缘计算技术51 MEC在5G中的应用场景62 MEC部署实现7（三）自回程技术8（四）M1Me）技术101MIMO技术原理102大规模MIMe）技术在5G中的应用11（五）单信道全双工技术121FD系统性能指标122自干扰消除技术13三、5G网络技术的发展趋势15（一）统一技术标准15（二）构建体系架构15（）智能交互15（四）生活云端化15结论16参考文献17一、引言5G技术在2023年正式上市，目前标准化工作如火如荼，5G网络的目标就

2、是为了给用户提供更高的GbPS速率，最大速率的时候能超出4G的10倍，端到端的延迟较之前相比，可以降低到0.1秒内，用户体验更快的速度。在未来，5G需求的领域也会越来越多，智能家居与物联网以及AI技术等都将与5G息息相关，是主要的研究方向。随着信息网络时代的发展，对移动通信网络的要求逐渐增加。为了满足公众的实际需求，在原始移动通信网络技术的基础上，进一步研究了该团队的5G移动通信网络。与4G移动通信网络相比，5G移动通信网络的传播速度大大提高。同时，通过提高频谱利用率，可以进一步提高信息资源的利用率，信息空间通信的优势更加明显。为此,5G移动通信网络技术的有效应用可以进一步提高信息发布的速度，

3、满足现代人的在线需求，并进一步提高信号覆盖率以确保稳定性。移动信号。5G移动通信作为新时代网络通信的研究对象，以4G移动网络为基础，继续致力于无线信号覆盖的研究工作，致力于信号传输的稳定性，并结合智能技术的应用，具有可变性，未来的发展趋势更加智能。总而言之，互联网时代的发展导致了移动网络新技术的出现。现代人对通信网络提出了更高的要求，必须保证移动信号的稳定性和信息传输的速度。为此，5G移动通信网络的搜索速度正在加快。在新的传输技术和网络技术的基础上，进一步构建了更加实用的移动网络，以促进移动通信的发展，使其变得更加智能，并开创了更加现实的移动通信时代。二、5G新型网络架构及关键技术研究(-)5

4、G新型网络架构欧盟METIS项目团队在对5G迸行蓝图展望时，认为在2023年5G可以开始投入市场进行商业化，从个人信息使用逐渐增加到其他行业，研发5G时主要目标是改进移动宽带(eMBB),高可靠性和低延迟通信(UR11C)以及大型机器通信(mMTC)的开发类型。1 5G相关技术标准在这个互联网占据我们生活大部分的社会背景下，对于数据传输的速度和网络的要求越来越高也也来越严格，5G要在市场上占据地位，解决数据传输问题和网络问题是基本的技术要求，由于物理层技术的改进，移动通信系统的容量已经提高了近5倍,而更多的改进是由于小区划分即,细胞的致密化近来已提高了1600倍。小区之间可以复用的频率越来越小

5、，因而导致频率的相对提高，真个系统的速度和容量较之前大大增加，但网络之间的致密性噌加后也会带来一些问题，相互之间干扰的频率较之前增加，导致总功率也增加，这回提高运行成本。为了降低运行成本，解决这些问题，5G在使用中应当使用分层的网络模块，这样的结构下，各个微基站所承受的能力较低，还能有余力支持一些大型的宽带的使用。理论虽通透，在实际操作过程中也会有各种挑战，微基站的能力和容量较小，当使用的要求超过一个微基站的能力时，还需要更换微基站，这回影响使用速度，另外大量的建立各个微基站，彼此之间密度过大，也会产生互相干扰的后果。以5G为主的未来移动通讯,将会要求更高的网络架构,例如软件定义的网络。基本思

6、想是抽象控制平面，即将控制平面与数据平面分离。所谓的控制平面是信令。对于在小区之间高速旅行的用户，仅应切换用户数据链路，而无需切换信令链路。另外，微电池的数量正在增加，并且不能由电池独立地管理，并且小的分组是必要的，因此非晶电池将在未来出现。其中，用户的上，下信号和数据不必在同一小区中发送，并且独立于用户信号和数据的传统移动通信在同一小区中。在5G中，信令和用户数据传输路径可以不同，上游的传输路径也可以区别于下游的获取方式,这样就增加了数据运输的灵活性，控制平面与数据平面之间也可以相互分开，使用不同的网络系统，并且上行链路和下行链路传输链路也彼此分开。也将基于关于信道状态的特定信息来确定不同传

7、输链路的选择，达到最佳传输能力。系统在使用时需要消耗大量的IT资源，折旧需要云计算的技术服务支持，协调多个微基站。云计算服务技术也是当前较为热点的研究问题。在5G的研究与发展中，云计算也成为支持5G发展的一项重要技术，我们要解决宽带访问云服务时造成的延迟问题。例如一些远程办公的行业对此的要求是非常高的，例如医疗行业就特别的敏感，当前并没有稳定合适的云服务以提供这一需求。在此问题上，思科全球研发中心总裁F1avioBOnOmi又新提出了一个雾计算的概念。雾计算的概念与云计算是类似的，采用的是处于云计算和计算机服务终端的中间介质状态。实际上，计算机迷雾正在削弱移动通信系统中的某些云计算功能。5G的

8、出现进一步削弱了称为MEC技术的这些功能。揩来，招密集部署5G中小型基站。这些设备必须连接到中央计算机室才能访问中央网络。在目前的实施的现状中，链路主要由回程光纤构成。微蜂窝的设计理念会导致光纤铺设的密集程度增加，结构设计和维护成本也相应增加了很多。为了解决这一方案，增加小区之间的灵活性，网络的使用通信需要将链路和无线中继链路相结合，以降低运营成本。考虑到当前的市场发展，毫米波连接是一个不错的解决方案。目前移动通信现存在的微波频带是600MHZ的带宽，但使用5G则需要大概而IGHZ的带宽要求。因此，寻找到合适的新的频带资源是使用5G技术要解决的一个关键点。毫米波可以提供更高的系统容量，在未来具

9、有巨大的发展空间。5G的发展是一种超密集的异构网络，无线超高技术与无线网络技术是支持5G的技术要求，大规模使用先进空中接口与无线传输技术在未来将能大量的增加宽带系统。该技术也有难题，主要为大型的建模与控制性，PD技术的使用将会在未来数据连接时提高频谱效率。学术界对于超密集网络(UDN)的发展与研究非常的关注，如何提高UDN网络容量是非常关注的问题，一般可采用网络协调和干扰控制等核心技术来解决。2 5GNR架构演进NR体系结构发展在5G的发展中可分为独立网络(SA)和非独立网络(NSA)两个阶段，图2.1中说明了两种网络标准的比较。其中，非独立网络主要用于5GeMBB场景。它的优势在于它可以依靠

10、原始4G的网络结构和原本的设施，)|备5G的网络接入即可增强传输能力，这样操作也具有缺点，需要复杂的适应性和与标准4G核心网络接口的互操作性，因此它适合5G部署开始时某些运营商对5G的最初要求。M独立组网(0ption3)图2.15GNSA和SA标准对比5GNSA标准的正式版本在2017年12月18日举行的第78届3GPPRAN全体会议上发布。如表2.1所示，2017年12月到2018年9月之间，不断地出台了5G的标准，5G的主要研发部分应该跟随标准进行研究，不断前进，运营商在NSA和SA这两个标准中如何选择标准，主要受一下的因素指导：D1TE能够实时实现网络，具有快速实现经济的优势,在寻求初

11、始投资时，NSA的需求量低于SAo2)对网络质量的需求。如果将5G将来成为互联网的主要载体，则只能考虑采用SA标准去构建网络。3)5G频谱的分配。如果采用的是分配给更高的频率，那么会增加覆盖成本，此时NSA可能更加适合，网络的构建逐步升级。在日本和韩国，工业标准的5G的接入点会选择采用NSA,2018年的韩国冬季奥运会以及即将举行的2023年日本奥运会都采用了NSA5G标准。相较于北美、韩国与日本会采用NSA标准，我国则相反，更倾向于实施SA标准。表2.15G重要事件时间分布表时间事件关键点2017年12月在3GPPRAN第78次全会上确立了SGNSA标准标准2017年12月开始SG研发试验的

12、第三阶段试验2018年02月在平昌冬奥会上首次使用SG服务首次使用2018年03月将NSA标准冻结，不再使用冻结2018年06月发布SA标准SA标准2018年09月SA标准被冻结，中国推出商用产品中国产品NSA标准一般拥有三种技术途径,分别为OPtion33a,OPtiOn77a和OPtiOn44a,如图2.2所示。这三种不同的技术路径的特征如下：1) Option33a:无需重新添加5G网络是该途径的优点，该途径可以利用现存的4G1TE网络架构，在较短时间内部署好5G网络。相反的缺点为所构建的5G通道都采用原来的4G通道，可能存在原有通道不能承载的风险。2) Option77a:OPtion

13、77a的优势是能解决OPtiOn3/3a不能承载的风险问题，解决承载问题就是建立属于5G本身的核心通道，不使用原有4G的渠道，增加通道容量。主要针对eMBB场景。3)选项44a:这个方案主要是为了实现物联网时代的网络多样性,适用于eMBB,uR11C和mMTC应用场景。由于这三种技术解决方案的特性不同，在实施5GNSA标准时，它可以按照Option33a,Option77a和Option44a的顺序发展O图2.25GNSA的演进当前，在NSA分类中，选项3被认为是最理想的选择，而选项7也是替代选择。在选项3中，保留4GEPC核心网络和4G接入网络，并且优选地部署5G接入网络，然后部署5G核心网

14、络。选项7中在5G接入网出现的情况下保留了4G接入网，两者进行同时部署，运营商可根据自身的需求进行不同顺序的网络部署计划。(二)移动边缘计算技术当前增强现实技术(AugmentedRea1ityfAR)和虚拟现实技术(Virtua1Rea1ity,VR)也受到了人们的追捧，在这基础上衍生了大量的AR和VR产品。这些产品对于市场的冲击也增加了网络技术的服务支持要求，用户对于网络的要求程度越来越高，要快，要稳定，而传统的移动通讯应对这爆炸式的需求增长是不足以应对的。为了缓和当前的问题，移动采用了部署微蜂窝的方案来增加系统的容量，以暂时满足用户的要求。但是这只是暂时性的解决问题，根本上我们应该构建新

15、的网络结构，提高根本的网络容量，才能满足用户对于网络的要求。传统的移动通信系统,所有的资源都会集中部署在数据服务中心上，用户在请求使用时就需要接入一个数据中心,来获取资源,这会造成延时,而MEC技术能解决这一难题的一项技术，采用分布式的存储方式，用户可以就近进入最近的部署计划，从而减少等待的时间和延迟。1MEC在5G中的应用场景CEM的概念最早出现于欧洲电信标准中，其基本结构如图2.3所示。为了满足扩展终端计算机的需求问题，CEM采用减少外围网络节点的方式，减少IT需求,在这过程中还解决了传统云计算能力不足的问题。下文从不同的方面对MEC与5G发展关系进行分析，包括MEC涉及的关键技术，例如用户和服务感知以及跨层优化。首先是企业和用户的看法。传统的移动通信网络是“愚蠢的通道乙定价和业务模型相对简单，缺乏感知和控制业务和用户的能力。响应于此问题，内容知识是5G通信网络智能发展趋势的重要特征。得益于对内容的了解和对网络数据流量的分析，可以改善数据粘附性。MEC在解决问题时，非常看重对公司和用户的感知。在设计时发现如果降低外围设备的计算能力，可以快速的识别到用户的信息和使用的数据流量。这有助于商业数据的获取和商业信息的分析。根据用户信息对他们提供差细化的系统服务，增强用户的服务体验。NfEC服务器图2.3MEC系统基本架构现阶段，有些运营商在研究中不断尝试深度数据包分析