面向5G無線通信系統的關鍵技術綜述

馮軍民

（河北省保定市公安局，保定 071000）

隨著科技的不斷發展，人們的生產生活方式發生了很大的變化。而通信技術的不斷升級，讓人們的生活更加的便利，出行更加的方便。2020年之后人類社會將全面邁入5G通信時代，這種技術是一種融合了多種高科技的新技術，未來也將滿足更多的數據業務和互聯網的發展需求，并且進一步提升用戶的使用體驗。隨著傳統的蜂窩網絡架構逐漸轉變為異構蜂窩，無線通信技術的數據傳輸能力將變得更加強大，這也就為5G的各項技術的發展和成熟創造了良好的市場環境。

1 無線通信網絡的異構演化

1.1 異構無線通信網絡

最近一段時間以來，隨著集成電路技術的不斷發展，終端處理系統的運算能力和數據處理速度也明顯的提升，然而當前網絡狀況卻影響著用戶的整體上網體驗。而5G的出現改變了這種現狀，通信系統已經不再是由宏基站覆蓋，而是采用了一種多樣化的異購密集分布的網格狀的節點覆蓋。這種方式明顯更加的多樣化，相比較于傳統的比較簡單的數據語音業務，簡單的短信業務等。

傳統的基于信干噪比或者是接受信號的強度的節點選擇機制已經不能夠適應于這種多節點的架構方式了，未來能夠實現更強的負荷轉移，需要有能夠提升網絡的承載量的裝置，這就是在異構網絡當中采用的不同發射功率的輸入節點。同時用戶節點在接收到的低功率的信號之后，要加上一定的附加值，同時選擇合適的修正值之后來正確的匹配節點。很明顯這種修正的機制可以很好的實現負荷的輕松平衡和轉移[1]。

1.2 異構無線通信網絡中的分布式資源分配

在異構網絡架構當中，有兩種常用的資源分配方式，一種是局部的資源分配，另外一種是全局的資源分配。前者用戶主要是會重復的選擇基站的資源，而全局的資源分配方式則是采用了聯合選擇資源的方式。目前來講對這兩種資源的分配方式的使用場景還有一定的爭議，這主要是因為在不同的場景之下用戶可能會相互之間合作或者是競爭有限的網絡資源。

為了解決這種爭議，就可以使用博弈理論，這種理論可以借助數學工具來建立一個優化的方程組，最后可以求得一個最優解。而至于如何找到這個最優解也就是找到這個均衡點才是一個關鍵問題。同時使用博弈論的觀點，可以有效的開展后續的無線電的通訊研究工作，也能夠為下一代的異構網絡的改進和構建提供新思路。

2 大規模的MIMO通信技術

2.1 大規模MIMO的特點

為了使得無線蜂窩網絡技術更加的靈活，出現了一種多輸入多輸出的通信技術，這給無線通訊技術增加了更多的附加發射功率和帶寬的使用。為了能夠進一步提升頻譜利用率，增強系統的覆蓋面積和使用性能，最近有一種新的網絡架構方式—大規模的MIMO通信網絡正在興起，這種新的網絡架構方式贏得了很多人的關注，主要是因為他考科一降低硬件為實現異構網絡的復雜程度，降低了成本。

實際上，這種通信技術已經為無線通信的發展提供了很大的潛力，可以使得通信技術從最初的時域和頻域維度擴展到空域維度，這是一種跨越式的發展和進步。這種技術可以實現在發射端和接收端配置多根天線，然后可以在不增加時頻資源的前提下實現空間分級的增益進而可以提升系統的吞吐量[2]。

3 綠色通信技術

最近幾年來，通信產生的能量消耗引起了全球的通信技術的研究人員關注，同時也給全球的通信技術的持續發展帶來了新的挑戰。一句有關調查可以發現，通信技術產生的能量消耗大約占全球能量消耗的百分之3，并且每年都以百分之20左右的增速在持續增長。隨著4G網絡的普及，信息傳遞過程中消耗的能量也持續增高，所以5G技術發展的同時也要考慮到能源的合理利用這一塊。

當前，很多的研究團隊都在研究企業的綠色通信技術，這種綠色的通信技術模塊主要就是通過減少既有系統的能源消耗來進行的，也就是在不同的場景要有不同的容量選擇模式，這種選擇的模式要科學有效，既要保證高峰期時期數據的迅速傳輸，也要保證低峰期時減少功率的發射帶寬，進而節約能源[3]。

4 結束語

隨著無線電通信網絡技術的進一步發展，人們對于新興多媒體終端的需求更加廣泛，而信息通信技術發展所帶來的的問題也會凸顯，其中最主要的就是能源消耗問題。所以5G信息傳輸技術在發展的同時，也在面臨著很多的挑戰，綠色可持續的發展就是其中一個亟待解決的問題。