【《5G网络新技术及未来发展前景问题研究案例》10000字（论文）】.docx

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1、5G网络新技术及未来发展前景研究一以医院信息化建设为例第一章引言1第二章5G新型网络架构及关键技术研究12.15 G新型网络架构12.16 动边缘计算技术22.17 回程技术42.18 1Mo技术62.19 信道全双工技术6第三章5G技术的具体应用一一以医院信息化建设为例83.1 智慧医疗83.2 智慧医院管理83.3 5G技术在医院应用过程中存在的问题及优化建议9第四章5G网络技术的发展趋势94.1 统一技术标准94.2 构建体系架构104.3 智能交互104.4 生活云端化10第五章结论12参考文献13第一章引言5G技术在2023年正式上市，目前标准化工作如火如荼，5G网络的目标就是为了给

2、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01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A1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噌加。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，满足现代人

3、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。第二章5G新型网络架构及关键技术研究2.15G新型网

4、络架构欧盟METIS项目团队在对5G进行蓝图展望时，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。以5G为主的未来移动通讯,揩会要求更高的网络架构,例如软件定义的网络。基本思想是抽象控制平面，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

5、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

6、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的出现进一步削弱了称为MEC技术的这些功能。招来，将密集部署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

7、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

8、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。2.2 移动边缘计算技术当前增强现实技术(AugmentedRea1ity,AR)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

9、构建新的网络结构，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，而移动边缘计算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。移动边缘计算技术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

10、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”。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。MEC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与其他技术的结合使用，

11、相比之下，MEC所采用的无线端的数据效果更加用户化，更加符合用户资源的需求，用户的体验较好，不过MEC也存在一些问题，MEC服务器的计算能力不如与IT资源和核心网络设备设备的计算能力,数据运行分析受到了限制。据此，MEC的内容感知技术在当前的研究中还具有非常大的进步空间。5G的智能化发展也能刺激通讯系统的管网铺设能力。跨层优化，是一项为了提高网络性能，而对通信系统之间的不同层（例如物理层和网络层）进行整体协调与规划。学术界对于跨层优化的研究热情也很高涨，在当前只停留在学术阶段，实际网络数据使用中运用并不多，毕竟不同层级之间的联通变动挑战还是非常大的。为了解决这个问题，MEC几经研究提出了解决方

12、案，MEC可以揩获得的应用层数据部署在无线侧，这有利于用户获得有关物理层数据的信息。各层之间的数据传输与写作进行不断优化，是解决资源分配与增强数据使用效率的高效方法。不同层级的优化可以分为视频优化，TCP优化和其他领域这几个方面。视频优化的采用主要是通过无线端的MEC服务器去接收和处理所接收到的信息，再根据需求选择合适的分辨率，据此找出比特率，这个过程中可以有效的减少信息之间干扰与减少视频延迟概率，极大地提高了用户的舒适度。TCP优化是为了解决网络堵塞时无法进行数据计算的问题，在实际运用中，无线数据的变化非常的快，信道的信息状态难以预测，而采用MEC技术可以在网络拥堵时获得物理层的信息，通过对

13、传统运算的改进可以降低控制算法的拥堵率，提高通道数据传输的效率与可靠性。2.3 自回程技术超密集异构网络是当前5G技术中的重点内容，它的通信吞吐量非常之大，这是通过庞大的微型蜂窝的布置对频带反复使用来实现的。图2.5展示了超密集异构网络的基础架构形式。基于传统宏小区部署密集分布微小区，以向属于其范围内的广大用户服务。此外，它基于链接的形式达成与宏基站之间的通讯，然后借由宏基站来访问中央网络。这样的网络体系结构在那些用户比较集中的地方被广泛使用。由于微蜂窝的密集部署以及微蜂窝之间频率资源的复用，整个系统的吞吐量都得到了巨大的提升。微蜂窝一般布置在那些成本和功率都比较低的基站，是因为它们的用户密度

14、和负载都较其他地方要高，同时也更接近于最终用户。这样的方式加大了地区的吞吐量，而且能够有效降低宏基站的负载压力。然而，在微蜂窝布置不断延伸的过程中，链路问题变得尤为重要。基于传统的解决方式，两者之间的通讯线路材料是光纤材料，而且这些线路需要集中布置，因此微蜂窝招不可避免地导致光纤密集铺设，使得成本支出巨大。接入链路回程链路光纤链路图2.5超密集异构网络基础架构形式由上述可知，通信网络布置时得满足无线中继链路的要求，以减轻以往对于电缆传输的网络的依附，由此便可以方便实现该形式的网络体系在5G的NR小区间切实可行的布置。5GNR小区的带宽是比1TE的要大的，特别是毫米波段的研发应用上更加明显。加之

15、MIMO以及多波束系统的大量布置，产生了集成的无线接入方案。此方案也叫作自返回，它允许本就分布较为稠密的5G的NR小区的布置能够更进一步的集中且布置方式更加灵活多变。在无线和链路访问链路集合的网络中，时域，频域和空间域中都会有5G中继节点，它可以完美支撑多个无线和回程链路。自动回程模型的接入和回程两条链路在频带选择和采用时没有特别的要求，是否相同均可。频带相同时为In-Band（后文简称IB）模式，频带不同时为OUt-Band（后文简称OB）模式。其中，OB对于接入和回程链路的频带或时间间隙有规定，即频带需是互为正交或时间间隙要是一致的。基于这样的情况，能够较好地避免两条链路间的干扰产生。然而

16、，由于大部分的资源都被回程链路所占据，便大大减小的频带的使用率。IB中接入和回程链路两者的频带是相互分享的，其中微基站是FD基站，并且可以为链路接入和连接分配相同的时频资源块。这样，将大大改善频带的使用，但是会导致在同一信道中产生干扰。同一通道中的干扰由两方面组成，一方面来自于FD的发射与接收天线间的干扰。移除后，将残留一些残余干扰。另一部分是接入链路与相邻小区之间的链路之间的同频干扰。具体的干扰产生情况如图2.6所示。近年来，对于自动干扰进行消除的技术在迅速提高，以FD为基础的自动回传技术发展前景十分广阔。干扰链路下行链路图2.6FD自回程系统自干扰模型毫米波通信是5G发展领域的重要内容，其发展有助于抑制频带资源缺乏的问题，同时其在自检链接中的使用也是十分有利的。虽然毫米波的带宽最高为273.5GHz,但是一般取用28GHZ