面向5G無線通信系統的關鍵技術分析

肖丹丹

（湖南省郵電規劃設計院有限公司，湖南 長沙 410000）

1 5G通信技術現狀簡介

在中國互聯網技術不斷發展的背景下，通信技術水平逐漸提高，現已逐步實現了4G到5G的發展和更替。如今使用的4G和4G+通信系統，數據傳輸效率難以滿足當今客戶的需求。與傳統的4G和4G+系統相比，5G通信系統具有數據傳輸效率高、應用范圍廣以及改進空間大等特點。當前，我國在5G技術的研發上已取得了長足進步，因此將致力于加強5G技術的聯合發展，擴大技術應用范圍，從而更好地為人們服務。

2 無線傳輸技術

2.1 全雙工技術

這項技術是指雙向數據的傳輸和發送。它允許雙向數據傳輸，且多個設備可以同時運行。比如，移動設備可以使用全雙工技術實現互操作性。一側有聲音發出，另一側就可以接收到發送的聲音信號，從而實現交互。4G移動通信系統可以區分信號，但是不能進行對雙向數據的傳輸，因此會浪費通信時間。

2.2 多輸入多輸出技術

在構建5G無線通信系統的過程中，為了防止信道衰減，需要用到不同的天線，而這可能會使信號傳輸變得困難。各種天線單元可以擴展信道容量，增加通信頻率并加快通信速度。當今的WLAN基于多輸入多輸出（MIMO）技術可以接收和發送信號，以滿足通信需求。MIMO比例越高，天線越大，輔助范圍越大。使用該技術時，必須調整基站中的天線數量，可采用集中式配置方法或分布式配置方法。它的規模與性能密切相關，需要開發其空間資源，以允許用戶在更寬的通信空間中進行交互[1]。

3 5G無線系統的關鍵技術

3.1 無線接口技術

無線接口技術具有諸多優點，應重點關注以下內容。第一，使用的無線電接口技術必須能夠控制網絡。寬帶訪問的數據傳輸速率為1 Gb/s，因此用戶可以享受更高的下載速度。技術使用的靈活性，改善了人們的網絡體驗。第二，無線接口技術對傳感器和信號類型提出了特殊要求。空中接口技術使用的傳感器是IoT傳感器，可以確保網絡信號電平在一定范圍內相對較大。第三，無線電接口技術中，經常使用動態無線電接口技術。在此過程中，將使用副載波多址、正交頻分復用等作為基本的技術支持。

3.2 自組織技術

傳統的移動網絡通信系統主要以人工為基礎，管理人員必須動態控制移動網絡通信系統，監視過程消耗了大量的人力和物力，增加了移動通信網絡的成本。根據相關信息，移動網絡通信系統的運營成本通常占總成本的七成左右，因此應壓縮成本以最大化成本效益。在網絡信息技術飛速發展的背景下，無線網絡不斷擴展，有必要執行系統的自組織功能，以替代勞動開發方法并降低運營成本。自組織技術有助于移動通信系統的智能運行，獨立配置并自動恢復5G無線通信系統[2]。無論是計劃還是部署網絡，5G無線系統都可以實現自動運行，同時減少對環境的影響。5G無線系統的內部結構復雜，控制復雜度過高，必須依靠自組織技術制定計劃。首先需要分析網絡需求并制定需求計劃，其次有必要檢查網絡的自組織能力并填補系統中的空白，最后需要制定計劃來持續改進5G無線通信系統。

3.3 云計算技術

在全球范圍內，云計算已經擁有超過500億個網絡連接。在云計算技術平臺上，存儲和分析這些數據可進一步增強終端設備的計算能力和分析能力，并顯著提高數據傳輸速度和計算能力。云計算技術一方面可不斷提高應用的有效速度，另一方面極大地優化了開發通信系統的方式和方法。作為通信系統最有潛力和最有利可圖的技術環境，5G通信系統還應積極使用和共享云計算技術，并結合5G連接到網絡服務器，充分利用分布式網絡資源的高度集度，準確計算相關數據。5G通信技術系統與移動云計算技術的進一步集成多使用自主階段算法、在線階段算法等，以進一步提高數據壓縮密度并擴展存儲容量，同時有效避免了云計算的技術缺陷和延遲缺陷[3]。

3.4 高頻毫米波通信技術

在5G技術發展的現階段，頻譜資源的匱乏已成為阻礙5G技術發展的關鍵。隨著研究與開發的不斷進步，毫米波高頻通信技術的研究與開發成功解決了這一技術問題。毫米波是指波長為1～10 mm的電磁波。如今，人們越來越關注毫米波在無線通信系統中的使用。但是，毫米波高頻通信技術也存在缺點。例如：毫米波在檢測過程中經常被散射，極大地影響了5G通信系統的穩定性；毫米波高頻通信技術仍處于測試階段。對于低頻通信，可以將毫米波高頻通信技術用作技術支持[4]。

3.5 綠色通信技術

移動通信技術在傳輸信息和同步信息中具有重要作用。隨著5G無線通信系統的出現和發展，環境友好的通信技術已逐漸完善，可以有效解決5G無線通信系統功耗較高的問題。為了進一步改善環境友好的通信技術，從事信息技術專業領域研究與開發的人員應準確監控5G無線通信系統中頻譜效率與能耗之間的關系，并全面優化和改善其所包含的各種通信資源。從有效利用和消耗通信資源的兩個方面深入研究通信相關問題，同時節約能源，有效提高通信質量。隨著中國通信技術的不斷進步，5G無線通信系統將成為未來通信技術的基礎。因此，5G無線通信系統的技術專家必須準確地解5G無線通信系統的關鍵技術，為5G無線通信系統的有效運行提供重要的技術支持。同時，需積極記性環保通信技術發展及研究，促進環境友好型通信技術持續優化、改革和改進，從而不斷提高5G無線通信系統的水平。

3.6 超密異構技術

超密集異構技術可加密網絡空間、改善數據流并優化5G無線系統性能。超密異構技術取決于基站，可以依靠基站實現空間復用的效果。目前，中國的超高密度異構技術還處于發展初期，超高密度異構網絡還存在諸多問題。例如，現代的超高密度異構網絡內部節點很多，節點之間的相互距離很小，而5G無線設備系統容易受到干擾。部署具有大量用戶的節點很容易導致拓撲更改，并使系統維護復雜化。針對這一問題，技術人員需要加大技術創新力度，深入研究5G無線系統的特性，了解拓撲變化，并及時發現缺陷。

4 結 論

5G無線系統是未來通信領域的重點，科研人員的研究和開發應專注于此，不斷改善通信質量，從而為人們提供更好的服務。