探析5G無線協同通信系統能效增強的關鍵技術

申俊超 高海波 宋婷

摘 要：隨著通訊科技的發展和進步，我國已經步入信息化時代，通訊技術的完備與否涉及到人們生活的點點滴滴，而5G技術的研發和應用必將成為未來通信技術的重中之重。但是就現階段而言，5G技術的研發尚在萌發期，相應的技術成果并未明朗，各種技術環節的需要進一步的調整和細化，從而實現技術的成熟和穩定，加速5G時代的到來。那么，本文就對當下5G無線通訊系統的關鍵技術進行分析和研究，闡明5G技術的關鍵所在。

關鍵詞：5G通訊無線系統;關鍵技術;大規模MIMO技術

當今社會，通訊已經成為人們生活的一部分，無論是工作、出行、社交、娛樂。而實現人們通訊交流的根本在于飛速發展的通訊技術，和通訊設備的研發強化。現如今，通訊設備已經實現全民普及，數據的傳輸量也在日漸上升，以當前的通訊技術而言，已經不能滿足信息流通的速度，所以開發和改進通訊技術，滿足客戶的實際要求已經勢在必行，這也是5G無線通訊系統研發的根本意義所在。

一、5G通訊技術的現狀介紹

現如今，我們應用的通訊系統普遍為4G以及4G+，其數據傳輸效率就當前客戶需求而言，已經難以承其重，稍有大廈將傾的趨勢，在實際應用中卡頓、中斷等現象的發生已經屢見不鮮。而5G通訊系統與傳統的4G及4G+系統相對比，其優勢在于數據的傳輸效率高、應用空間與提升空間更為廣闊這兩點。目前，我國在5G技術的研發方面已經取得了巨大的突破，立于世界的首位，所以我國開始致力于強化5G技術的合作開發，將5G通訊技術的應用面進行不停的擴張，更好的服務于人民[1]。

二、5G無線通訊系統的關鍵技術

1、大規模MIMO技術。據相關調查結論和實際應用經驗表明，在通訊領域中提升頻譜效率的唯一手段便是應用多天線技術，這也是多天線技術普及應用的原因所在。而5G通訊技術中同樣會應用多天線技術，增加MIMO信道通訊數量，實現多客戶同時在線溝通，并保證通訊質量，進而實現無視通訊環境的高強度工作機能。但大規模MIMO系統的應用也并非無懈可擊，其略勢也極為明顯，一旦應用于單個系統，多天線技術就會對系統空間進行瘋狂的擠壓和摧毀，使系統的工作機能全部喪失，最后進入癱瘓狀態。因此，在應用大規模MIMO技術時，相關研發人員還需要進一步的完善和開發，提升系統的適用性。

2、雙公開技術。雙公開技術是指信息能夠實現同時傳輸與同頻率傳輸的目的。現如今，人們熱衷于研究雙公開技術是因為現有的通信系統在進行信息傳輸的過程中會受到各種信號的干擾影響，而雙公開技術則是能夠在很大程度上提高頻率的利用率，應用雙公開技術就能夠實現多頻率的信息傳輸功能，進而就能做到一個通信系統同頻率以及雙向傳輸的技術難題。對于未來將會得到重用的 5G 通信系統而言，使用雙公開技術能夠有效地利用無線頻譜資源，隨著這一技術的應用，其能夠很好地解決 5G 通信系統中信號干擾的問題，正是因為雙公開技術的應用會使得這一問題得到有效解決。為了解決信息傳輸過程中系統本身的干擾問題，可以通過對干擾信號的模擬端抵消和對已知干擾端的數字信號進行干擾抵消等方法進行解決。

3、綠色通信技術。綠色通訊技術是指節省數據傳輸時需要消耗能量，以現在的通訊技術而言，能量的消耗值過高，占據通訊企業運站資金的極大部分，這對于通訊企業而言是極為嚴峻的。縱觀通訊技術的發展歷史，在早年應用2G或3G通訊系統時，消耗的通訊能源占據企業發展的3%，而隨著通訊技術的革新和開發，在當今4G以及4G+的通訊時代，通訊能源的耗量已經達到了令人驚嘆的15-20%，這種耗能提升的速度，進一步的阻礙了通訊企業的發展。所以在即將到來的5G時代，綠色通訊技術必須得到應用和完善，這不僅僅關乎到5G無線通系統的應用性問題，還關乎到5G技術的實際開發關鍵。因此，強化綠色通訊技術的研究必須提上日程，降低通訊能量的耗量[2]。

4、毫米波高頻段通信技術。在目前5G技術的開發階段，頻譜資源的稀缺成為了阻礙5G技術發展的關鍵所在，而隨這研發工作的不斷遞進，毫米波高頻通信技術的研發成功解決了這一技術難關。毫米波是指波長在 1～10mm 之間的電磁波，如今人們越來越重視毫米波在無線通信系統中的應用。但毫米波高頻通信技術同樣存在弱點，在檢測過程中，毫米波經常會發生散失現象，這對5G通訊系統的穩定性造成極大的影響。毫米波高頻通信技術目前仍處于測試階段，對于短頻率通訊，毫米波高頻通信技術仍然可作為技術支撐，所以在未來5G時代中，若現實現技術的完美應用，毫米波高頻通信技術必須得到進一步的強化，攻克目前的技術問題。[3]

結束語：總而言之，5G無線通訊系統作為未來通訊領域的重點，其研發工程必須得到重點關注，這不僅僅是改善我國民生條件的一項重要偉績，同時也昭示著我國科技研發能力的進一步提升，首次位于世界之首，成為當今世界通訊領域的領頭羊，是光復我中華名族的另一壯舉。

參考文獻：

[1]李印鵬.淺談面向5G的無線通信系統關鍵技術[J].中國新通信，2018，20（08）：31.

[2]鄭國鑫.關于面向5G無線通信系統的關鍵技術分析[J].中國新通信，2017，19（12）：8.

[3]楊中豪，王瓊，喬寬.面向5G的大規模MIMO技術研究進展[J].廣東通信技術，2015，35（05）：73～76.

作者簡介：

申俊超，（1987-2），男，漢族，河南鄭州人，河南中醫藥大學 信息技術學院 助教，碩士學歷，研究方向：無線協同通信及信號處理。