研究無線傳輸技術在5G中的應用

孫超，劉柯

（山東省郵電工程有限公司，山東 濟南 250001）

5G蜂窩技術是一種很高水平的技術。在過去，我們從來沒有體驗過這么高的水平技術。5G技術包括所有類型的先進功能，在不久的將來會成為最強大和需求巨大的技術。5G技術在當前的發(fā)展趨勢中，有著廣闊的發(fā)展前景，因為5G無線網(wǎng)絡中使用的交換技術，提供了很高的連接性，同時5G技術還提供了可從Internet上下載的軟件無線電、調制方案和差錯控制方案。

1 無線技術的演變

意大利發(fā)明家G·馬可尼在電磁波的幫助下，以三點莫爾斯碼的形式，沿著3km的距離，打開了新技術和最近一天無線通信的道路。無線通信已經成為當今世界的一個重要組成部分，在數(shù)據(jù)傳輸速率、移動性、覆蓋范圍和頻譜效率方面不斷發(fā)展。5G使用分組交換。除了這些因素之外，它還區(qū)分了許可頻譜和無許可頻譜——授權頻譜使用了所有進化的世代，而無許可頻譜使用的是Wi-Fi、藍牙和WiMAX。

5G具有許多先進的新興技術，如束Divis離子多址接入(BDMA)和濾波器組多載波(FBMC)多址接入。一個向5G轉移的想法背后的主要原因是基于電流漂移，認為5G蜂窩網(wǎng)絡必須解決6個查倫，而4G不能有效地解決這些問題。高水平的容量，增加的數(shù)據(jù)速率，較低的端到端延遲，給用戶帶來高質量的體驗。比如，IEE 802。1lac、802.11ad和802。LLAF是一個具有廣域覆蓋和高吞吐量的分組交換無線系統(tǒng)，它作為5G5G無線通信的基石，采用OFDM和毫米波無線技術，使數(shù)據(jù)速率變?yōu)?0mbps，頻帶為2～8GHz5Gis，將成為一個基于分組的網(wǎng)絡。5G技術是一種非常高水平的技術，它將提供比目前4G更高的速度和更好的覆蓋范圍，以及信令的易用性應該得到提高。

2 無線和移動技術

隨著手機的出現(xiàn)，在不久的將來會出現(xiàn)紅外線的特征，可以共享數(shù)據(jù)。在視線范圍內，這意味著這兩款設備必須正確地對齊以傳輸數(shù)據(jù)，但如果“藍牙”的話，即使你口袋里有手機，也可以傳輸數(shù)據(jù)，甚至50米。4G是在2010-2015年前后推出或建立的。具有語音、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡多媒體等優(yōu)勢，無論何時何地，4G網(wǎng)絡的應用都是Mult媒體消息服務(MMS)、數(shù)字視頻廣播(DVB)、視頻聊天、高清電視內容和移動電視。根據(jù)用戶或用戶的需求，4G將很容易地與5G進行轉換，5G具有許多先進的新興技術，如波束分割多址接入(BDMA)和濾波器組多載波(FBMC)多址接入。向5G轉移的想法背后的主要原因是基于當前的漂移，人們認為SG蜂窩網(wǎng)絡必須解決4G無法有效解決的六個挑戰(zhàn)：容量·x 1000、數(shù)據(jù)速率x10-100、端到端延遲-<5ms、大量連接-xl0-100 Cost-更低、體驗質量(QoS)-Cons istent。

現(xiàn)在基于無線的網(wǎng)絡以各種方式正在改進。最新的技術組件，比如高速分組接入(HSPA)和長期演進(LTE)，將作為當前無線技術進步的一部分推出。在這個數(shù)字世界里，我們有不同的技術，如無線和移動技術，如3G移動網(wǎng)絡(UMTS，CDMA 2000)，LTE(長期演進)，WIFI(IEEE802.11無線網(wǎng)絡)，WiMAX(iEE 802.16無線和移動網(wǎng)絡)，以及伴隨的網(wǎng)絡，如傳感器網(wǎng)絡或個人區(qū)域網(wǎng)絡(如藍牙、ZigBee)。

2．1 移動5G技術的網(wǎng)絡架構

5G蜂窩網(wǎng)絡體系結構使用了一些新技術，如OFDMA和大規(guī)模MIMO.3.1 OFDMA。OFDMA代表正交頻分復用接入。它是一個應用程序，做了一個基本的網(wǎng)絡，以滿足用戶的需求。OFDMA技術將至少在未來50年內發(fā)揮作用，已經從1G發(fā)展到4G，無線設備不需要改變。移動通信領域產生的進步。正交頻分復用(OFDM)是由廣域覆蓋、毫米波高吞吐量(1Cmm～1mm)的分組交換無線系統(tǒng)組成。為了克服挑戰(zhàn)，滿足用戶的需求，在5GSystem中提出了該系統(tǒng)。蜂窩網(wǎng)絡體系結構顯示了當前不同技術(如大規(guī)模MIMO網(wǎng)絡、認知無線電網(wǎng)絡、移動和靜態(tài)小網(wǎng)絡)之間的互聯(lián)性。手機網(wǎng)絡。在本節(jié)中，提議的體系結構介紹了下面列出的最先進的新興技術：網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)、合作通信、自動化網(wǎng)絡組織、柔性返修、先進的交通管理和卸載。設備到設備(D2D)通信、小小區(qū)接入點和物聯(lián)網(wǎng)(物聯(lián)網(wǎng))的概念在這個5G蜂窩網(wǎng)絡體系結構中也很重要。5G蜂窩網(wǎng)絡體系結構為未來的5G標準化網(wǎng)絡提供了一個靈活的平臺。

2．2 大規(guī)模 MIMO

大規(guī)模MIMO技術是在現(xiàn)代MIMO技術的基礎上發(fā)展起來的一種新興技術。大規(guī)模MIMO技術在更大的范圍內提取MIMO的所有優(yōu)點，這是大規(guī)模MIMO技術的一個重要目標，它還使用了包含數(shù)百個同時存在的天線的天線陣列。大規(guī)模MIMO技術是一種新興的下一代網(wǎng)絡技術，具有能量、魯棒性、安全性和頻譜利用率等特點。

為了發(fā)展大量的大規(guī)模MIMO網(wǎng)絡，首先利用大量的MIMO技術，將能夠與天線陣列相結合的外部基站通過光纜連接到基站。第二，大型天線陣列與室外每棟建筑物相連，借助視線與室外基站進行通信。

由于5G細胞結構是詳細的解釋，它是異質的，所以它必須包括小細胞，宏細胞，小Ells和繼電器。一種移動概念，部分由移動中繼和小小區(qū)組成。

3 無線傳輸技術在5G中的應用

這是一種100倍速度以上的設備，具有高速度、高容量，低成本每比特，并增加了每個區(qū)域的數(shù)據(jù)量。支持交互式多媒體、語音、流媒體視頻、互聯(lián)網(wǎng)和其他寬帶服務的連接設備數(shù)量增加10～100倍，更有效和更集中、雙向、準確的流量統(tǒng)計。增加了10～100倍的典型用戶數(shù)據(jù)速率以及廣泛的應用范圍。這不僅是更多的軟件選擇，也是延長電池壽命10倍的低功耗大型機械通信(MMC)設備。減少端到端(E2E)延遲或幾乎0延遲。非常高的容量以及響應時間更快。

3．1 無線5G通信技術在光場相機中的應用

與以往相機不同，光場相機先照相，后對焦。依托于光場技術，拍照過程中，僅做好構圖工作便可。該技術能夠對當前相機中存在的不足進行有效彌補，而且該種相機利于抓拍，只要被照物體處于相機焦距范圍之內，拍照過程中，可對全部光學信息進行記錄，完成拍照后，再依據(jù)實際需求進行對焦。基于上述情況考量,該種相機具備很大的容量，單張照片所需空間為200M，而且對傳輸速度和儲存空間要求也比較高。

3．2 無線5G通信技術在安卓系統(tǒng)中的應用

現(xiàn)如今,移動智能設備終端系統(tǒng)多為安卓系統(tǒng)，在移動設備中應用該系統(tǒng)極具優(yōu)勢。其以Linux為基礎,本質是自由和開放的源代碼操作系統(tǒng)。安卓系統(tǒng)為分層式架構，由應用程序層、應用程序框架層、系統(tǒng)內核層和系統(tǒng)運行庫層四個層次組成。可在系統(tǒng)內核層中，應用5G納米核心技術。

4 結語

本文對5G無線傳輸技術在5G中的應用進行了研究，從容量、數(shù)據(jù)速率、頻譜利用率、時延、能量利用率、服務質量等方面進行了研究。本文還介紹了大量MIMO技術、網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)云和設備對設備通信等新興技術。向SG網(wǎng)絡的遷移確保了網(wǎng)絡、技術、應用程序和服務的融合。SG無線技術是高要求的技術之一，因為可以自動輸入手機的信息。筆者認為，5G是有望改變人們生活的無線通信一代。