蜂窩結(jié)構(gòu)與5 G無線通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)探討

朱 明

（中國電信股份有限公司唐山分公司，唐山 063000）

1 引言

目前，5G移動通信的核心技術(shù)的研究已經(jīng)取得了比較好的成果，但由于技術(shù)等方面的發(fā)展不足，5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展還需要投入更多的努力。蜂窩結(jié)構(gòu)對于移動通信技術(shù)的發(fā)展有著重要的意義，因此，利用蜂窩技術(shù)實現(xiàn)對5G無線通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)突破成為了人們關(guān)注的重點。本文擬通過分析5G移動通信的發(fā)展現(xiàn)狀，對蜂窩結(jié)構(gòu)在其中的應(yīng)用和5G無線通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行研究探討。

2 5G無線通信中的蜂窩結(jié)構(gòu)

相比現(xiàn)在廣泛使用的4G移動通信技術(shù)，5G移動通信可以提供給人們更高的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率。為了進(jìn)一步推動5G移動通信的發(fā)展，需要將蜂窩結(jié)構(gòu)應(yīng)用到5G無線通信中。

2.1 5G移動通信發(fā)展現(xiàn)狀分析

5G移動通信是作為下一代移動通信技術(shù)主體而開發(fā)的。在2013年，韓國三星公司率先宣布完成了5G核心技術(shù)的開發(fā)，標(biāo)志著5G移動通信正式走入了人們的視野。但由于5G移動通信的其它關(guān)鍵技術(shù)的研究尚未完成，5G移動通信更多地作為一種概念出現(xiàn)在人們的生活中。

近年來，隨著信息化技術(shù)的發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)完善，4G移動通信已經(jīng)成為現(xiàn)代都市和大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域的生活標(biāo)配。經(jīng)過這些年的發(fā)展，人們已經(jīng)充分認(rèn)識到4G移動通信帶來的好處，所以人們越來越重視5G技術(shù)的研發(fā)進(jìn)程。為了統(tǒng)一世界5G技術(shù)的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，國際通信組織在2015年發(fā)布了5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的時間表，如圖1所示，并將5G技術(shù)正式命名為IMT-2020，宣布5G技術(shù)將在2020年完成標(biāo)準(zhǔn)制定。截至2017年12月，5G技術(shù)首個關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)正式誕生，宣告著5G技術(shù)的正式應(yīng)用日期越來越近。

圖1 移動通信規(guī)劃時間表

但目前5G移動通信還存在著一定的問題和不足。例如，5G移動通信的理論數(shù)據(jù)傳輸速率峰值為10Gb/s，但目前的技術(shù)只能夠?qū)崿F(xiàn)1Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。因此，5G移動通信在正式商用之前，還需要對自身的關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展投入更大的努力，以求取得突破。

2.2 蜂窩結(jié)構(gòu)在5G移動通信中的應(yīng)用

蜂窩技術(shù)是一種新型的移動通信技術(shù)，被認(rèn)為是世界范圍內(nèi)的一項非凡成功之作。一般情況下，移動通信的經(jīng)營者需要將移動通信的信號頻率限定在一個固定的頻段上。這種工作方式雖然穩(wěn)定，但無法實現(xiàn)增加頻譜的要求，嚴(yán)格限制了移動通信的容量。而通過采用蜂窩結(jié)構(gòu)，則實現(xiàn)了利用無線通道將終端與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來的目的，從而實現(xiàn)用戶在活動中的互相通信。

經(jīng)過多年發(fā)展，蜂窩結(jié)構(gòu)已經(jīng)逐漸形成了比較成熟的體系。在發(fā)展的過程中，工作人員根據(jù)蜂窩技術(shù)暴露出來的問題，不斷對其進(jìn)行改革創(chuàng)新。目前，蜂窩結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在移動通信中。通過應(yīng)用蜂窩結(jié)構(gòu)，5G移動通信可以有效提高自身的數(shù)據(jù)傳輸容量，從而實現(xiàn)更高速率的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。同時，蜂窩結(jié)構(gòu)的采用可以有效提高5G移動通信的信號穩(wěn)定性，對于消除5G信號的盲區(qū)也有很好的幫助。因此，在未來的發(fā)展中，蜂窩結(jié)構(gòu)將會在5G移動通信中扮演更加重要的角色。

3 5G無線通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)

5G移動通信的發(fā)展對未來社會有著重要的意義。5G無線通信網(wǎng)絡(luò)要實現(xiàn)自己的商業(yè)化發(fā)展，需要對自身的關(guān)鍵技術(shù)研究取得突破。本文通過分析多方資料，對5G無線通訊網(wǎng)絡(luò)中的空間調(diào)制技術(shù)和無線傳輸技術(shù)的研究發(fā)展進(jìn)行了探討。

3.1 5G無線通信網(wǎng)絡(luò)的空間調(diào)制技術(shù)

5G移動通信要滿足人們對大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅@要求其本身具有比較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。目前4G移動通信所采用的編碼技術(shù)無法滿足該方面的需求。因此，需要利用空間調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)5G無線通信數(shù)據(jù)傳輸速率的提高。

空間調(diào)制技術(shù)是采用單獨編碼的技術(shù)對每一條數(shù)據(jù)都進(jìn)行編碼。這種工作看似復(fù)雜，但是通過建設(shè)陣列圖式的天線陣列，就可以實現(xiàn)快速編碼和發(fā)送的工作需求。具體使用的時候，則通過單獨的天線發(fā)射信號，其它天線處于待命狀態(tài)。而且，這種天線陣列在建設(shè)難度上也比較低，可以滿足5G無線通信網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展。

3.2 5G無線通信網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸技術(shù)

5G無線通信網(wǎng)絡(luò)的另一項關(guān)鍵技術(shù)是無線傳輸技術(shù)，其中主要包括高速移動信號的覆蓋和同步，5G信號在智能移動端上的接受發(fā)送。

移動信號的覆蓋和同步是移動通信中普遍面臨的問題。在此前，信號不同步和覆蓋不全面的問題在2G/3G/4G都存在著。只是由于人們對該方面的需求不高，一直未能得到有效地解決。主流的解決方法是建設(shè)新的移動信號基站和采用區(qū)域基站同步的技術(shù)方法，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的移動信號同步，如圖2所示。而5G移動通信有著更高的網(wǎng)路數(shù)據(jù)傳輸速率，需要更好的數(shù)據(jù)傳輸算法和相關(guān)技術(shù)設(shè)備的支撐。5G無線通信網(wǎng)絡(luò)要充分發(fā)揮自己的作用，需要實現(xiàn)與多種智能移動裝置的結(jié)合?，F(xiàn)階段許多智能移動端雖然在功能上與移動電話越來越相似，但是其內(nèi)部缺乏SIM卡一類的客戶識別模塊。因此，5G無線通信網(wǎng)絡(luò)的另一項關(guān)鍵技術(shù)研究就是實現(xiàn)多種智能移動端的信號接收發(fā)送和身份識別。同時，如何滿足一片區(qū)域內(nèi)的數(shù)目眾多的智能移動端的使用，也是5G無線通信網(wǎng)絡(luò)研究的重點之一。

圖2 移動信號同步方案（下行同步）

4 結(jié)束語

5G移動通信的發(fā)展對未來社會有著重要的意義。在本文中，我們通過分析5G移動通信的發(fā)展現(xiàn)狀，對蜂窩結(jié)構(gòu)在其中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。同時，我們結(jié)合時代技術(shù)發(fā)展的特點，對5G無線通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)行了探討。這些研究對5G移動通信的發(fā)展應(yīng)用有很好的幫助。