面向5G的無線通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

邱彩霞

面向5G的無線通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

邱彩霞

中通服建設(shè)有限公司，廣東 惠州 516000

隨著我國信息技術(shù)和計算機技術(shù)的快速發(fā)展，5G無線通信技術(shù)的發(fā)展水平彰顯著一個國家的綜合國力水平，5G無線通信技術(shù)成為移動通信技術(shù)中未來發(fā)展的重要方向。介紹了5G無線通信技術(shù)的基本概念，并對5G無線通信技術(shù)發(fā)展過程中的關(guān)鍵技術(shù)進行了介紹，同時歸納總結(jié)了企業(yè)在未來5G無線通信技術(shù)發(fā)展中應(yīng)如何解決面臨的問題，提出了相應(yīng)的解決措施，在未來的5G無線通信技術(shù)的發(fā)展中起到一定的指導(dǎo)作用。

5G通信；無線通信；MIMO技術(shù)；雙公開技術(shù)；云技術(shù)

移動通信技術(shù)成為現(xiàn)階段各個國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要目標，也將成為彰顯一個國家發(fā)展水平的考核指標。5G無線通信技術(shù)將成為其中的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)點。隨著各類移動通信設(shè)備的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)傳輸量的增加，3G、4G通信技術(shù)已不能滿足人們的需求，在未來移動通信技術(shù)的發(fā)展過程中，5G無線通信技術(shù)將給人們的生活帶來更多的變化。我國應(yīng)抓住現(xiàn)階段的發(fā)展機遇，全面做好5G無線通信技術(shù)的發(fā)展工作[1]。

1 5G 無線通信技術(shù)的概述

5G無線通信技術(shù)在現(xiàn)階段的移動通信領(lǐng)域并沒有形成一個完整的定義，泛指第五代移動通信技術(shù)。相對于現(xiàn)階段的4G通信來說，5G通信技術(shù)的傳輸速度更快，將會達到10?Gb/s。雖然5G無線通信技術(shù)引起了許多國家的研究熱潮，但由于5G無線通信技術(shù)現(xiàn)階段處于初步發(fā)展階段，在發(fā)展過程中仍然存在著許多問題，在短時間內(nèi)是無法達成的。

2 5G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 大規(guī)模MIMO技術(shù)

通過研究3G系統(tǒng)和WLAN，我們發(fā)現(xiàn)，多天線技術(shù)在應(yīng)用過程中可以提高通信系統(tǒng)的頻率。這也使得在5G無線通信系統(tǒng)的研究過程中，首先應(yīng)選用多天線技術(shù)。

據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，MIMO 技術(shù)可以深入挖掘空間維度資源，具有強大的分辨率，保證多個用戶在同一頻率下進行交流時，也不會受到相互干擾。這就保證了通信過程的流暢性，提高了高頻譜信息的傳輸能力。隨著5G無線通信技術(shù)的發(fā)展，需要在短時間傳輸大量的數(shù)據(jù)。由于MIMO 技術(shù)具備的良好抗干擾能力，因此可以充分保障數(shù)據(jù)在極端環(huán)境下的傳輸。

當(dāng)然，MIMO 技術(shù)存在著諸多優(yōu)勢。但對于單系統(tǒng)來說，MIMO 技術(shù)的多天線優(yōu)勢也會變成劣勢。多天線導(dǎo)致系統(tǒng)空間被壓縮，這樣就不能保證整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)性能。這些問題需要相關(guān)的技術(shù)人員進行進一步的研究。現(xiàn)階段，我國對MIMO 技術(shù)的研究仍處于信道模型階段，仍處于理論數(shù)據(jù)分析階段。我們需要根據(jù)眼下的實際情況，結(jié)合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要，對相關(guān)問題進行研究。在解決相關(guān)問題后，發(fā)揮MIMO 技術(shù)的更大作用。

2.2 雙公開技術(shù)

在未來的5G無線通信技術(shù)中，解決干擾問題將是5G無線通信技術(shù)能否得到應(yīng)用的關(guān)鍵。雙公開技術(shù)由于能夠提高頻率的利用率，達到信息的同時傳輸和同頻傳輸?shù)哪康模虼藢⒑芎玫貙崿F(xiàn)多頻率傳輸?shù)墓δ埽鉀Q信息傳輸過程中受到的各種信號干擾的問題，從而進一步解決同一個系統(tǒng)中同頻率及雙向傳輸?shù)碾y題。雙公開技術(shù)將解決未來5G無線通信系統(tǒng)中的信號干擾問題，促進5G無線通信系統(tǒng)的發(fā)展[2]。

2.3 綠色通信技術(shù)

降低信息傳輸過程中的能量消耗問題，是現(xiàn)階段無線通信領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)，也是現(xiàn)階段發(fā)展的重難點，被稱之為綠色通信技術(shù)。近年來無線通信的能耗快速增長。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，4G通信系統(tǒng)的普及導(dǎo)致通信產(chǎn)業(yè)的能耗每年以15%～20%的速度增長。如果能耗問題在未來的5G無線通信系統(tǒng)中得不到解決，即綠色通信技術(shù)得不到提高，那么未來的困擾5G無線通信技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題將是能耗問題。這將給5G無線通信技術(shù)的發(fā)展帶來巨大的挑戰(zhàn)，同時也會給人們的日常生活帶來諸多困擾。如何提高通信過程能源的利用率應(yīng)是現(xiàn)階段綠色通信技術(shù)的主要研究點；但提高通信過程中的能耗利用率，便會降低通信頻譜的效率，在未來的發(fā)展過程中，應(yīng)根據(jù)實際需要，協(xié)調(diào)發(fā)展兩方面。

2.4 毫米波高頻段通信技術(shù)

波長在1～10?mm之間的毫米波通信技術(shù)在無線通信系統(tǒng)中受到人們的越來越多的重視。在未來的5G無線通信系統(tǒng)中，如果需要使用毫米波，就需要克服毫米波的散失現(xiàn)象。現(xiàn)階段導(dǎo)致毫米波只能在短波通信中應(yīng)用的主要原因就是毫米波在大氣中傳播時會產(chǎn)生嚴重的散失現(xiàn)象。這也導(dǎo)致現(xiàn)階段毫米波很難在5G無線通信系統(tǒng)中得以應(yīng)用。

在現(xiàn)階段的5G無線通信系統(tǒng)研究中，為了解決毫米波的散失現(xiàn)象，研究人員提出了混合波束成形的概念，利用數(shù)字域的波束成形和模擬波域的成形概念，解決毫米波和微波在傳輸信道模型和多徑數(shù)目方面的區(qū)別問題，或許毫米波將來也會應(yīng)用到MIMO 通信系統(tǒng)中。當(dāng)然這需要相關(guān)的研究人員對5G通信系統(tǒng)進行進一步的研究和技術(shù)推廣[3]。

2.5 云計算技術(shù)

5G無線通信系統(tǒng)將帶來更多的數(shù)據(jù)，通信網(wǎng)絡(luò)將接收更多的數(shù)據(jù)量，同時人們對終端的數(shù)據(jù)處理能力和通信服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求。云計算技術(shù)是5G無線通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。通過云計算技術(shù)將解決數(shù)據(jù)傳輸量大的問題，提高移動設(shè)備的運算能力及傳輸效率，解決傳輸過程中網(wǎng)絡(luò)延時和傳輸不穩(wěn)定的問題，在下一步的5G無線網(wǎng)絡(luò)通信中運用云計算技術(shù)將是發(fā)展的重點。

3 企業(yè)應(yīng)對5G無線通信技術(shù)未來發(fā)展問題的對策

在5G無線通信技術(shù)的發(fā)展過程中，相關(guān)企業(yè)應(yīng)對市場的發(fā)展方向保持客觀的思想認識，建立健全制度，為5G無線通信技術(shù)的發(fā)展做出相應(yīng)的貢獻。不僅要積極地建立健全發(fā)展目標，而且應(yīng)積極培養(yǎng)人才，培養(yǎng)一支自己的科研隊伍，在將來的5G發(fā)展中發(fā)揮出人才的重要作用[4]。

3.1 建立5G無線通信技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略目標

企業(yè)應(yīng)根據(jù)企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略目標，建立分工明確的各個部門的職責(zé)和管理機制；應(yīng)根據(jù)5G無線通信技術(shù)的發(fā)展需要，建立相應(yīng)的5G無線通信發(fā)展戰(zhàn)略目標。不同的管理部門應(yīng)賦予不同的管理職責(zé)，各個部門之間相互監(jiān)督、相互制約，保證企業(yè)的戰(zhàn)略目標順利實現(xiàn)。

相關(guān)的5G無線通信企業(yè)應(yīng)建立健全企業(yè)內(nèi)部的管理制度，根據(jù)企業(yè)的發(fā)展需要來完善相應(yīng)的發(fā)展方向，從日常的管理中找到5G無線通信技術(shù)發(fā)展中存在的問題，不斷提高企業(yè)自身的技術(shù)水平，做到管理和研發(fā)同時進行，做到內(nèi)外雙管齊下，完善企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略目標，提高5G無線通信技術(shù)的發(fā)展速度。

3.2 建立一支具備綜合素質(zhì)的5G無線通信技術(shù)研發(fā)團隊

在5G無線通信技術(shù)的研發(fā)過程中，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)充分認識到自身的作用，應(yīng)重視并且親自進行5G無線通信技術(shù)的研發(fā)工作，發(fā)揮自身的舉足輕重的作用，同時企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)充分調(diào)動領(lǐng)導(dǎo)與領(lǐng)導(dǎo)、部門與部門、員工與員工之間的溝通工作，在5G無線通信技術(shù)的研發(fā)過程中，在人力、物力、財力上給予足夠的支持，全面調(diào)動企業(yè)各部門之間的積極性，促進企業(yè)5G無線通信技術(shù)的發(fā)展[5]。

其次，企業(yè)應(yīng)注重5G無線通信技術(shù)工作人員綜合素質(zhì)的提升，明確5G無線通信技術(shù)工作人員培訓(xùn)工作的重要性。通過相應(yīng)的學(xué)習(xí)工作，提升5G無線通信技術(shù)工作人員的工作能力，在5G無線通信技術(shù)的發(fā)展中提出合理的建議，制定相應(yīng)的措施解決5G無線通信技術(shù)發(fā)展中的問題。企業(yè)管理者在引進技術(shù)人員的過程中，應(yīng)著重了解相關(guān)人員的專業(yè)技術(shù)能力，避免裙帶關(guān)系和走后門現(xiàn)象的產(chǎn)生，為整個公司的5G無線通信技術(shù)團隊的培養(yǎng)發(fā)揮自己的作用。

4 5G無線通信技術(shù)的應(yīng)用展望

5G 無線通信技術(shù)在未來的發(fā)展中具有非常廣闊的發(fā)展?jié)摿Α，F(xiàn)階段5G無線通信技術(shù)已成為各個國家爭相議論的話題[6]。由于現(xiàn)階段5G無線通信技術(shù)還在初步發(fā)展階段，還沒有得到廣泛的應(yīng)用，因此人們還沒有認識到5G 無線通信技術(shù)在未來的發(fā)展中給人們帶來的便利，但現(xiàn)階段5G無線通信技術(shù)已成為各大國家研究的重點。為此，我國應(yīng)加大5G無線通信關(guān)鍵技術(shù)的研究，提升我國的國際地位。

5 結(jié)論

總之，5G無線通信技術(shù)是現(xiàn)階段各國爭相研究的關(guān)鍵領(lǐng)域。在未來的經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)著重要地位，雖然我國現(xiàn)階段在5G通信技術(shù)的研究上仍然存在著許多問題和難題，但我們應(yīng)根據(jù)我國的發(fā)展戰(zhàn)略方針，加大對5G無線通信技術(shù)的研究，相信我國將在將來5G無線通信領(lǐng)域占有一席之地，為人們更好地生活提供動力。

[1]李印鵬. 淺談面向5G 的無線通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)[J].中國新通信，2018，20（8）：31.

[2]鄭國鑫. 關(guān)于面向5G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 中國新通信，2017，19（12）：8.

[3]皮和平. 面向5G通信的射頻關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 通訊世界，2017（2）：16-17.

[4]楊中豪，王瓊，喬寬. 面向5G的大規(guī)模MIMO 技術(shù)研究進展[J]. 廣東通信技術(shù)，2015，35（5）：73-76.

[5]劉影帆，孫斌. 5G 移動通信技術(shù)及發(fā)展探究[J]. 通信技術(shù)，2017，50（2）：287-291.

[6]宋剛. 面向5G移動通信技術(shù)的射頻關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè)，2017（8）：17-18.

Research on Key Technologies of 5G Wireless Communication System

Qiu Caixia

China Comservice Construction Co., Ltd., Guangdong Huizhou 516000

With the rapid development of information technology and computer technology in China, the development level of 5G wireless communication technology highlights the comprehensive national strength of a country. 5G wireless communication technology has become an important direction for future development of mobile communication technology. The paper introduces the basic concepts of 5G wireless communication technology, and introduces the key technologies in the development of 5G wireless communication technology. At the same time, the paper summarizes how the enterprise should solve the problems in the future development of 5G wireless communication technology, and puts forward corresponding solution, which will play a guiding role in the development of 5G wireless communication technology in the future.

5G communication; wireless communication; MIMO technology; dual-disclosure technology; cloud technology

TN929.53

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