陸憶雯

摘要

人們的日常生活離不開思想交流和信息傳遞所謂信息傳遞，是指將信息有效而可靠地由一地傳遞到另一地，即通信烽火傳訊、鴻雁傳書等都是中國古代廣為人知的通信方式。本文通過對2G、3G、4G通信標準的技術方法、性能特點進行對比總結，提出5G的關鍵技術.

【關鍵詞】有線通信 無線通信 5G

通信的分類方式有很多，依據傳輸媒介的不同，可分為有線通信和無線通信兩大類。有線通信是指通過有形媒質傳送信息的方式，傳輸媒質看得見、摸得著，一般為導線、電纜、光纜、波導等。而無線通信是指傳輸媒質看不見、摸不著（如電磁波）的一種通信方式，包括微波通信、短波通信、移動通信、衛星通信、散射通信等，無線通信具有迅速、準確、可靠的特點，且不受時空的限制。

1 無線通信技術的發展歷程

表1是無線通信技術的發展歷程，分別以2G、3G、4G通信技術的出現作為時間分界線來討論。

過去的二十年，以手機為代表的無線移動通信技術得到了飛速發展和廣泛應用。移動通信標準從1G發展到2G、3G，到現在廣泛使用的4G，以及目前開展試驗的5G，通信速度與通信質量得到極大的提高，在給人們的生活帶來極大便利的同時也推動了社會的發展。

2 5G的關鍵技術

我們不難發現，每一代無線移動通信系統都采用新的技術，1G通信系統是模擬技術，只能面向模擬通話，從2G開始采用數字技術，可以使用網絡，3G采用CDMA無線接入技術，實現多媒體服務，4G采用多天線多載波技術，大幅提升通信的速率，支持多樣化個性化的服務。5G的意義當然不局限于網速更快，同時要求網絡更可靠、低時延、廣覆蓋、更安全，能適用于工業自動化、智能家居、自動駕駛、大規模物聯網等行業。5G的容量是4G的1000倍，峰值速率10Gbps-20Gbps，這些要求只能從頻譜帶寬、頻譜效率和小區數量等環節去改進。我這里列舉幾個5G的關鍵技術

2.1 存儲技術

5G網絡的高速，就需要為移動設備提供存儲子系統，如果設備的讀/寫性能跟不上需求的發展步伐，超快速5G網絡又何來用武之地。

2.2 毫米波通信

5G工作在高頻段3.5GHz-30GHz（甚至更高）。頻段越高，穿透能力越差，覆蓋范圍越小。毫米波不能穿透建筑物或障礙物，并且它會被樹葉以及雨滴所吸收，因此最有效的辦法就是留出足夠的電平衰減余量。

2.3 大規模MIMO

要增加5G移動網絡的容量，每個基站需要同時面向更多用戶發送和接收信號，這就需要更多的天線數目。大規模MIMO將布置上百根甚至上千根天線，提升系統頻譜效率。這對滿足5G系統容量和速率需求將起到至關重要的支撐作用。

2.4 小基站

根據毫米波無線傳輸的特性，采用密集網絡部署的方式來保障網絡的不中斷，組建眾多的5G網絡小基站，提高頻率重復利用率，實現百倍量級的容量提升，以此來滿足5G千倍容量增長的需求。

2.5 波束成型技術

在大規模MIMO基站上，信號處理算法規劃出最佳的路徑到達用戶，通過規劃信號傳播和抵達時間，波束成型允許多用戶在天線陣列上同時交換更多的信息。波束成型技術是將信號傳送給特定的用戶，減少對附近其他用戶的干擾。而對毫米波來說，波束成型則應對另一組問題：信號會被物體阻擋并且會在長距離上衰減。波束成型將信號聚焦傳輸給指定的用戶方向而不是同時傳輸給不同的方向的用戶。

2.6 全雙工模式

移動用戶數目及其數據需求的不斷上升，5G要應對更大的數據流。5G的全雙工模式就是射頻收發器能夠在同一頻率上同時發射和接收數據信號，完成高速率和低延遲。利用回波取消技術使天線能夠同時接收和發送信號。

2.7 先進編碼調制

采用先進的編碼才能適應5G的高速率、低時延、大容量數據傳輸及多種場景的要求。

2.8 新型多址技術

傳統的正交多址接入方式己無法支持超高系統接入容量、超低時延和海量用戶的連接要求，采用SCMA、PDMA、MUSA、NOMA、RSMA、IGMA等新型多址技術，利用疊加傳輸技術來提升系統的接入能力，才能支撐5G網絡千億設備的連接需求。

2.9 全頻譜接入技術

通過有效利用各類頻譜資源，可有效緩解5G網絡對頻譜資源的巨大需求。

2.10 新型網絡架構

基于SDN、NFV和云計算等先進技術可實現以用戶為中心的更靈活、智能、高效和開放的5G新型網絡。

3 結語

綜上所述，超高速率、零時延、超大連接、信息融合等等只是SG的一些特性，現有的研究成果不是5G的全部，5G和4G一樣，是無線通信發展過程中的一個節點，技術的發展與創新永無止境。

參考文獻

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