5G移動通信中的一些關(guān)鍵技術(shù)

李忠軍 孫雨超

摘要

本文先對5G移動通信的特點進行總結(jié)，然后在MIN技術(shù)以及同時同頻全雙工等相關(guān)基礎(chǔ)上，對SG移動通信中的關(guān)鍵技術(shù)進行詳細闡述。

【關(guān)鍵詞】5G 移動通信 關(guān)鍵技術(shù)

移動通信在最初的2G發(fā)展到3G，一直到現(xiàn)在的4G和5G，這一系列的發(fā)展過程都促使了移動網(wǎng)絡(luò)終端的廣泛運用。當(dāng)前的4G移動網(wǎng)絡(luò)通信已經(jīng)被大范圍的使用，為人們的生活和工作帶去了很多的便利。就目前的發(fā)展趨勢來看，5G移動通信也即將成為人們生活和工作中不可缺少的部分，會比4G移動通信更加的快捷和高效。因此，對5G移動通信中的一些關(guān)鍵技術(shù)進行研究有一定現(xiàn)實意義。

1 5G移動通信的相關(guān)特點

5G是新一代無線移動通信網(wǎng)絡(luò)，其能夠滿足未來社會發(fā)展中更高的移動通信要求。5G移動通信系統(tǒng)要想獲得更快的發(fā)展，需要和其他無線移動通信技術(shù)融合在一起，這樣才能夠促使移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。就當(dāng)前的發(fā)展趨勢來看，未來的無線網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和5G會有其自身特有的優(yōu)勢，比如在無線傳輸技術(shù)，智能化以及新型頻率資源等方面。當(dāng)前我國的信息技術(shù)正以迅猛式狀態(tài)進行發(fā)展，其中的各個技術(shù)都有在進行了不斷的創(chuàng)新。而5G技術(shù)的開發(fā)和發(fā)展的時候有著以下幾方面的特點：

（1）5G技術(shù)在進行創(chuàng)新時將用戶的體驗放在首位，在傳輸速度以及互動式游戲等方面有很大的提升，并且將5G技術(shù)的提升作為了核心標(biāo)準(zhǔn);

（2）5G技術(shù)和傳統(tǒng)移動通信系統(tǒng)有很大的差別，不會限制在點到點的物理層傳輸，而是將開發(fā)的重點側(cè)重于多點和多用戶等相關(guān)方面，以此建設(shè)一種整體性的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架;

（3）5G移動通信系統(tǒng)能夠充分地利用高譜資源，高頻無線電波所具備的穿透能力比較弱，還需要使用無線、有線以及光載線組網(wǎng)等相關(guān)的技術(shù)。

由此可見，5G移動通信有著很開闊的發(fā)展前景。在各種資源逐漸緊缺的情況下，5G移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的未來發(fā)展趨向主要是軟件配置上。網(wǎng)絡(luò)資源的利用再利用能夠依據(jù)業(yè)務(wù)流量的變換進行調(diào)整，這樣可以節(jié)省一定的資源，減少能源消耗量，并且也減少了網(wǎng)絡(luò)運營成本。所以5G移動通信還具有著低成本運用的特點。在快速發(fā)展的移動互聯(lián)網(wǎng)，以及不斷擴增的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求之下，5G的未來發(fā)展需要具有著低成本、耗能少以及安全的特征與優(yōu)勢。

2 5G移動通信中的一些關(guān)鍵技術(shù)

2.1 MIMO技術(shù)

所謂MIMO技術(shù)，其也就是多輸入多輸出的天線技術(shù)，這種技術(shù)能夠提升系統(tǒng)頻譜利用率，并且可以擴充系統(tǒng)容量，提升傳輸安全性。在當(dāng)前的一些無線通信系統(tǒng)中，這種大規(guī)模的MIMO技術(shù)已經(jīng)被得到了廣泛的運用。不過因為多天線占據(jù)的空間比較大，在技術(shù)條件上也有一定的限制，所以目前MIMO應(yīng)用中收發(fā)端配置的天線數(shù)量比較少。天線數(shù)量越多，頻譜利用率和安全性可以得到對應(yīng)的提升。所以，在大規(guī)模的MIMO系統(tǒng)中，在基站中所配置的天線數(shù)量都比較多，經(jīng)常是幾十根甚至幾百根。由于大規(guī)模MIMO技術(shù)所具備的這些特點，使其能夠成為5G移動通信發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)。大規(guī)模的MIMO有著以下幾方面的優(yōu)勢：其一是有著更強的空間分辨率，對空間維度資源的深入挖掘之后，可以有效提高系統(tǒng)空間自由度，能夠在不增添基站寬帶和密度的基礎(chǔ)上提高頻譜利用率;其二是上行和下行發(fā)射量都會降低，這樣能夠提高功能效率;其三是其中的智能天線可以將能量聚集在一個小區(qū)域中，以此構(gòu)成波束，這樣可以對干擾進行有效地防御，擴大覆蓋面積。

2.2 同時同頻全雙工

傳統(tǒng)無線通信有著一定的局限性，不能夠進行同時同頻的雙向通信。通過對TDD或者是FDD方式的運用，劃分時間或者是頻率，以此來進行雙向鏈路的的輸送，但是這樣就對時間和頻率資源進行了浪費。而同時同頻全雙工技術(shù)則能夠解決這個問題，其具體是指通信終端設(shè)備能夠在同個時間與同個頻段上發(fā)送與接收信號。從理論上看，可以讓空口頻譜的利用率提高一倍，并且讓頻譜資源更靈活。但是在實際運用過程中，同時同頻全雙工依舊存在一些問題。因為收發(fā)天線獨立，但是距離比較近，發(fā)送和接受信息功率比較差，會形成十分嚴(yán)重的自我影響。所以，在未來的發(fā)展過程中，5G移動通信要想得到廣泛的推廣與應(yīng)用，還需要考慮怎樣消除自我影響的問題。

2.3 設(shè)備間直接通信技術(shù)

目前現(xiàn)存的無線通信技術(shù)都是將基站當(dāng)做中心，這樣就必定存在局限性，類似系統(tǒng)覆蓋小以及容量小等方面的問題。即便是中繼技術(shù)和多點協(xié)作可以提升區(qū)域覆蓋面積，加強區(qū)域邊緣用戶的吞吐量，不過基站與中繼電的位置依舊是固定的，所以在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)上不太靈活，而系統(tǒng)整體覆蓋和區(qū)域邊緣用戶體驗還存在著可以增進的空間。設(shè)備間直接通信技術(shù)，也就是D2D，可以在相鄰終端之間進行近距離的數(shù)據(jù)傳輸，在這過程中主要是經(jīng)過直接鏈路進行的，不用經(jīng)過中間的節(jié)點。短距離直通技術(shù)有以下幾方面的優(yōu)勢：其一是能夠達到高效的數(shù)據(jù)速率，并且延遲也很低，功能消耗也比較低;其二是能夠提頻譜資源的利用率，獲取資源充分復(fù)用;其三是可以適應(yīng)業(yè)務(wù)的本地數(shù)據(jù)需求，比如無線P2P的數(shù)據(jù)共享需要，可以提供十分靈活的數(shù)據(jù)服務(wù);其三是可以使用網(wǎng)絡(luò)中大量的通信終端，以此來擴大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。

2.4 自組網(wǎng)絡(luò)

傳統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)配置與運營維護都是人工進行的，這樣不但會使用大量的人力資源，同時也會降低效率。在移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展之下，若是只是使用人力是無法滿足相關(guān)需求的。要想解決運營商網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，降低運維投資費用，讓運營商在滿足用戶要求基礎(chǔ)上部署網(wǎng)絡(luò)，自組織網(wǎng)絡(luò)因此而出現(xiàn)。自組織網(wǎng)絡(luò)是在網(wǎng)絡(luò)中加入自組織能力，其中包含了自行配置、自由化等，這樣可以減少人工的干涉和影響。在未來的發(fā)展中，SG會是一個多制式的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，會存在多層與多種無線接入技術(shù)，這讓網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加的復(fù)雜。通過對自組網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引入，可以讓5G移動通信網(wǎng)絡(luò)部署更加快捷和方便。

3 結(jié)束語

5G是移動通信網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展方向，在人們對移動通信要求更高的情況下，5G移動通信的發(fā)展需要有更多的技術(shù)作以支撐。使用大規(guī)模MIMO技術(shù)、同時同頻全雙工以及自組網(wǎng)絡(luò)，讓5G移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加完善，在此基礎(chǔ)上確保整個移動通信領(lǐng)域的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

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