5G通信關鍵技術及其發展

文/馬飛

隨著互聯網信息技術和物聯網技術的發展，人們追求更高速可靠的網絡環境。用戶需求不斷發展，移動通信技術也在不斷的更新換代，5G 作為新一代無線移動通信網絡，在傳輸速率和資源利用方面都比4G 通信有明顯的提高，5G 通信時代的到來，結合物聯網相關技術，能夠帶給人們更加先進的業務體驗。通過對5G 通信涉及到的關鍵技術進行探析，能夠發現5G 通信的相關技術表現在超高效能的無線傳輸技術和無線網絡技術。對5G 通信技術的應用，能夠有效提高整個社會的運作效率和經濟效益。

1 5G通信關鍵技術

1.1 多入多出（MIMO）天線技術

多入多出（MIMO）天線技術是通過利用多天線對信道衰弱進行相應的抑制，其中信道的容量與天線的數量是一種正比的關系。MIMO 系統能夠對信道容量進行倍增，并對信號傳輸的穩定性和頻譜的利用率具有一定的提高作用，在不同類型的無線通信中，比如3G系統、LTE 系統中，該技術都具有了廣泛的應用。大量天線的使用雖然在一定程度上，能夠對系統的容量進行提升，但也會占據更多的空間，在實際應用情況中，外界的很多環境因素都難以進行有效的控制，但是在無線通信系統中，對于天線使用的數量能夠進行合理的控制。

無線通信系統中使用的多入多出（MIMO）天線技術，具有較為明顯的優勢。通過使用大規模的多入多出（MIMO）天線技術，可以有效提高空間的分辨率，對各類資源進行一定深度挖掘，而且能夠涉及更加廣泛的維度。對于在不同網絡中的用戶，可以使用這種方式進行通信，在通信的過程中，帶寬的條件不會發生改變。多入多出（MIMO）天線技術還可以集中控制相應的波束，即使范圍比較窄，也能夠很好地控制波束，以防止在傳輸的過程中，傳輸信號會受到干擾。使用大規模的多入多出（MIMO）天線技術還可以很好地控制發射的功率，如果天線的數量較多，使用簡單的線性預編碼的形式可以有效地防止各類噪聲的干擾。

1.2 濾波器組的多載波技術

在5G 通信系統中，使用多載波技術可以對頻譜的效率進行有效的提升，防止多徑衰落的發生。該技術在無線通信中具有廣泛的應用，但仍存在一定的局限性。在控制多徑衰落的過程中，循環前綴的使用會造成無線資源的浪費。在多載波技術中，其載波頻偏表現出較高的敏感性，會導致頻譜靈活度的相應降低。同時數據傳輸的速率較大對帶寬的要求也比較高，每個地區的頻率不同，頻率較低的地方就很難獲得相應的帶寬，容易產生大量空白頻譜，造成不能連續使用多載波技術。

利用濾波器組可以解決5G 通信中的這個問題，對通信系統進行優化。多載波技術中濾波器組的應用，使得各個載波之間不處于同步運行的狀態，在不同領域內可以進行單獨處理，從而防止外界干擾。

1.3 非正交多址接入技術

我國傳統移動通信系統中使用的是多址接入技術，而且這些多址接入技術都是正交類型，比如在4G 通信系統中使用的OFDM（正交頻分復用）技術，與其他多址技術相比是4G 系統最佳的多址方案，該技術能夠將頻域內給定的信道分成多個正交子信道，并用子載波對每一個子信道進行調制，各子載波之間能夠進行并行傳輸降低波間的干擾。移動通信技術在不斷的發展和改革，5G 通信技術作為未來的具有適應性的萬物互聯網技術，在發送端應用非正交多址接入技術，能夠主動引入干擾信息，在5G 通信系統的接收端有具有串行干擾刪除功能的接收機，能夠實現信息的正確解讀，從而提高移動終端的信息容納量，滿足5G 通信系統使用的需求。

1.4 自組織網絡技術

傳統的移動通信網絡都是采用人工的方式進行網絡部署和運營，在這個過程中不僅需要大量的人力，還會導致運營成本的增加。通過采用自組織網絡，網絡部署問題可以得到更好的完善，使復雜的問題簡單化，企業的運營成本也會相應的降低。使用自組織網絡技術，可以利用網絡中的自組織能力，對系統進行優化和配置，網絡的規劃、部署和優化也能夠自動實現，幫助相關企業減少人力的投入。

2 5G通信技術的發展

5G 移動通信技術在現代化生活中得到了快速的發展，有關研究也越來越多，5G 通信也成為全球移動通信領域重點研究的內容。相關部門通過對3G 和4G 網絡的研究，移動通信水平得到了有效的提升，對我國移動產業跨越式發展起到了巨大推力作用。相信在不久的將來，5G 通信技術會在商業領域普遍應用，促進各類產業快速發展。

我國政府相關部門對5G 通信技術的發展大力支持，明確了5G 通信技術的發展前景，形成了相應的發展框架，為5G 移動通信技術的發展打下了堅實的基礎。5G 通信技術的研究中，超高效能的無線傳輸技術逐漸實現，這保障其抗干擾能力。而在許多關鍵技術取得重大突破的時候，實際研究中還存在一定的技術難點，比如多入多出（MIMO）天線技術的信道問題以及高頻段資源的傳輸質量等。隨著5G 時代的到來，我們的生活一定會發生更加深刻的變化。

3 總結

5G 通信技術與傳統的通信技術相比，其不僅是在無線技術上的創新和突破，在網絡技術方面也會出現相應的革新。隨著移動通信技術的發展，5G 通信技術的系統容量會變得更大，頻譜的效率也會得到有效的提高，人們能夠享受到更加快捷、智能的服務。