關(guān)于5G無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展跟蹤與分析

史杰波

（杭州興達(dá)通信有限公司，浙江 杭州 311400）

1 5G無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的概念及特點(diǎn)

第五代通信技術(shù)是通信技術(shù)最新發(fā)展前言，其屬于最新一代的通信技術(shù)，是4G技術(shù)和3G技術(shù)的升級(jí)和延伸。通過(guò)對(duì)第五代通信技術(shù)的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提升通信速率、減少通信延遲、節(jié)省通信能源消耗、降低通信成本，對(duì)提升通信系統(tǒng)容量，可以發(fā)揮非常大的作用。Release-15是初級(jí)5G技術(shù)的應(yīng)用代表，并已經(jīng)成功完成了部署，取得了非常不錯(cuò)的應(yīng)用效果。Realse-16已經(jīng)完成研發(fā)，目前正處于應(yīng)用測(cè)試階段，預(yù)計(jì)到2020年4月可以初步完成技術(shù)的研發(fā)。由于第五代通信技術(shù)應(yīng)用的特殊性，對(duì)其通信速率有著非常高的要求，其通信速度應(yīng)該達(dá)到20Gb/s，可以直接實(shí)現(xiàn)寬信道通信和大容量MIMO。

5G通信技術(shù)是在2G、3G、4G通信技術(shù)上發(fā)展其阿里的，屬于蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的一種。在該通信技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，其可以按照供應(yīng)商的覆蓋區(qū)域，被劃分為多個(gè)小的地理區(qū)域。各種聲音和圖像信息可以直接在手機(jī)中被數(shù)字化，并由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為比特流信號(hào)來(lái)進(jìn)行傳輸。在實(shí)際進(jìn)行通信的過(guò)程中，所有5G通信設(shè)備可以通過(guò)射頻天線(xiàn)與本地蜂窩當(dāng)中的自動(dòng)收發(fā)器來(lái)進(jìn)行通信。在本地通信的過(guò)程中，可以直接使用寬帶光纖或者無(wú)線(xiàn)回程連接與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接。于當(dāng)前的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)一樣，如果用戶(hù)需要從一個(gè)蜂窩移動(dòng)到另外的蜂窩，就需要將他們的移動(dòng)設(shè)備自動(dòng)切換到新的蜂窩天線(xiàn)當(dāng)中。

5G通信技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)。5G通信技術(shù)在實(shí)際使用的過(guò)程中，具有如下的一些特點(diǎn)：

（1）通過(guò)對(duì)5G通信技術(shù)的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提升客戶(hù)的體驗(yàn)，數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間也可以得到大大縮短，用戶(hù)可以在更短時(shí)間之內(nèi)獲取更加高清的視頻和圖像。

（2）通過(guò)5G技術(shù)的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提升通信技術(shù)的整體功能，通信覆蓋面積也可以得到進(jìn)一步擴(kuò)大。

5G通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，其最為突出的一個(gè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是其通信速率相對(duì)比較高，可以超過(guò)10Gbit/s，比互聯(lián)網(wǎng)通信速率更快一些，是4GLTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信速率的100倍。此外，該網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的另外一有點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)延遲會(huì)少，甚至低于1毫秒，是當(dāng)前4G通信延遲的幾十分之一。該網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，不僅可以為手機(jī)提供各種服務(wù)，還可以為家庭和辦公網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，提升無(wú)線(xiàn)通信的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在過(guò)去蜂窩技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，經(jīng)常只是給手機(jī)提供了交底的網(wǎng)絡(luò)通信速率。經(jīng)常一個(gè)手機(jī)發(fā)射塔難以給用戶(hù)提供足夠的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)能力，還需要有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的配合。

2 5G技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)

高頻傳輸技術(shù)。在5G技術(shù)實(shí)際使用的過(guò)程中，各種通信是在高頻段完成的，如果使用低頻段進(jìn)行通信，無(wú)法滿(mǎn)足5G通信高速率的要求。5G無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)使用高頻傳輸，在這個(gè)過(guò)程中需要使用射頻器件，對(duì)帶寬要求相對(duì)比較高，這樣才能充分保證通信的穩(wěn)定性和快速性。在對(duì)5G通信技術(shù)研究的過(guò)程中，需要認(rèn)真做好高頻傳輸資源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，從而將其傳輸速率高的特點(diǎn)充分發(fā)揮出來(lái)。高頻傳輸技術(shù)并不是一項(xiàng)非常簡(jiǎn)單的技術(shù)，其技術(shù)開(kāi)發(fā)難度相對(duì)比較高，信號(hào)的頻段越高，信號(hào)在傳輸過(guò)程中的阻礙也就越大。這主要是因?yàn)?，在高頻信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中，空氣對(duì)電磁波的吸收會(huì)更多一些，為了保證通信傳輸速度，需要采用直射的方式進(jìn)行傳播。如果信號(hào)在傳輸過(guò)程中受到了阻擋，信號(hào)損耗就會(huì)相對(duì)比較大。

LASA技術(shù)。在無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)不斷得到推廣應(yīng)用的今天，通信頻譜資源越來(lái)越緊張，對(duì)時(shí)代的發(fā)展已經(jīng)構(gòu)成了比較大的阻礙。這就需要在未來(lái)通信技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，不斷提升頻率利用率，將頻譜資源充分挖掘處理，這是當(dāng)前時(shí)代發(fā)展對(duì)通信技術(shù)人員的要求。為了給5G技術(shù)的普遍應(yīng)用奠定一個(gè)更好的基礎(chǔ)，相關(guān)技術(shù)研究機(jī)構(gòu)專(zhuān)門(mén)提出了LASA技術(shù)的概念。該技術(shù)實(shí)際上是一種大規(guī)模陣列，其服務(wù)對(duì)象會(huì)更加寬泛，可以真正實(shí)現(xiàn)空分多址。通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提升對(duì)邊緣頻譜的利用程度，將頻譜的通信作用充分發(fā)揮出來(lái)。當(dāng)前在通信產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，還有很多的應(yīng)用局限性，技術(shù)改進(jìn)空間依然比較大，其在排列方式上還僅限于水平方向。隨著天線(xiàn)數(shù)量的增加，天線(xiàn)尺寸也會(huì)進(jìn)一步增大，這對(duì)天線(xiàn)的安裝提出了更高的要求。在對(duì)5G通信技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)多天線(xiàn)傳輸技術(shù)的應(yīng)用，可以直接采用LASA技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)天線(xiàn)的垂直方向排列，避免通信天線(xiàn)在工作過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重的干擾現(xiàn)象，否則就會(huì)對(duì)信息傳輸效率造成非常直接的影響。

全頻接入技術(shù)。通過(guò)對(duì)5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)與低頻的混合組網(wǎng)，避免由于人數(shù)過(guò)多造成網(wǎng)絡(luò)通信擁擠現(xiàn)象的發(fā)生。在過(guò)去的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)通信頻段會(huì)集中在3GHz之內(nèi)，在使用全頻譜接入技術(shù)之后，高頻毫米頻率可以提升到27.3GHz，在更大程度上提升了網(wǎng)絡(luò)通信的速率。此外，在高頻傳輸段使用的微波元器件尺寸也會(huì)更小一些，系統(tǒng)的規(guī)?？梢缘玫接行У目s小，能夠有效滿(mǎn)足5G通信對(duì)傳輸速度的要求，在該技術(shù)的支持之下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸。

D2D技術(shù)。相對(duì)于4G無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，通過(guò)對(duì)5G通信技術(shù)的應(yīng)用，可以將3G、4G網(wǎng)絡(luò)有效融合起來(lái)，形成更加多樣化的網(wǎng)絡(luò)形式，提供給用戶(hù)更多的選擇空間。例如，用戶(hù)在實(shí)際進(jìn)行通信的過(guò)程中，可以同時(shí)使用WLAN和蜂窩這兩種架構(gòu)，這可以通過(guò)5G通信技術(shù)的應(yīng)用就可以實(shí)現(xiàn)，讓信息在傳輸?shù)倪^(guò)程中，形成有效的分流。然而，如果采用這種網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)，對(duì)基站建設(shè)提出了更高的要求，給通信基站建設(shè)提出了更高的要求。為了進(jìn)一步提升5G通信的穩(wěn)定性，解決基站建設(shè)中出現(xiàn)的問(wèn)題，可以嘗試使用D2D技術(shù)。在該技術(shù)實(shí)際使用的過(guò)程中，可以有效降低對(duì)基站的依賴(lài)，數(shù)據(jù)通信變得更加知己。但D2D技術(shù)在終端應(yīng)用的過(guò)程中，需要認(rèn)真做好通信模式的選擇，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)互換要求，來(lái)進(jìn)行針對(duì)性的選擇。

分發(fā)技術(shù)。通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用，可以在更大程度上提升5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用感受。隨著世界的不斷發(fā)展，人們對(duì)開(kāi)展視頻、圖像業(yè)務(wù)的需求不斷增加。為了保證5G技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果，就需要對(duì)這些業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，引起足夠的重視。為了保證網(wǎng)絡(luò)通信傳輸質(zhì)量，可以直接使用分發(fā)技術(shù)。內(nèi)容分發(fā)技術(shù)是建立在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)之上的，其可以通過(guò)采用添加虛擬網(wǎng)絡(luò)的形式，來(lái)進(jìn)一步豐富網(wǎng)絡(luò)層次。保證在5G通信技術(shù)的實(shí)際使用過(guò)程中，能夠提供更加高品質(zhì)的視頻、音頻和圖像業(yè)務(wù)服務(wù)水平。

3 5G無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 應(yīng)用到光場(chǎng)相機(jī)當(dāng)中

在該相機(jī)得到5G技術(shù)的加持之后，各種光學(xué)信息的獲取會(huì)變得更加容易，可以有效識(shí)別并彌補(bǔ)構(gòu)圖上的各種缺陷，對(duì)照片的儲(chǔ)存能力也會(huì)變得更強(qiáng)。

3.2 運(yùn)用到安卓系統(tǒng)當(dāng)中

當(dāng)前，移動(dòng)端的用戶(hù)數(shù)量要比客戶(hù)端用戶(hù)數(shù)量多很多，人們?cè)谝徊渴謾C(jī)上就可以完成各種功能，如在手機(jī)上完成移動(dòng)支付、辦公和娛樂(lè)。通過(guò)將5G技術(shù)應(yīng)用到安卓移動(dòng)通信端之后，可以給用戶(hù)帶來(lái)更好的體驗(yàn)。在使用5G技術(shù)之后，用戶(hù)可以直接使用安卓手機(jī)來(lái)開(kāi)展數(shù)據(jù)傳輸和下載業(yè)務(wù)，各種數(shù)據(jù)下載更加快速，并可以在很大程度上提升通信的安全性。

3.3 兼容性

在5G技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，由于其將4G、3G、2G技術(shù)有效融合在了其中，這可以進(jìn)一步提升對(duì)技術(shù)的使用體驗(yàn)。

4 5G無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展跟蹤

5G通信技術(shù)有著非常好的發(fā)展前景，目前已經(jīng)到了實(shí)際應(yīng)用階段，應(yīng)用效果也非常不錯(cuò)。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，該技術(shù)一定會(huì)得到更進(jìn)一步的普及，并最終同4G一樣，未來(lái)一定可以實(shí)現(xiàn)全面的商業(yè)化。該技術(shù)在未來(lái)肯定會(huì)被逐漸應(yīng)用到各種領(lǐng)域當(dāng)中，能夠與各種設(shè)備進(jìn)行更加方便的連接，如家用電器、工業(yè)設(shè)備等。人們接受信息的速度會(huì)得到進(jìn)一步的提升，數(shù)據(jù)的共享也會(huì)變得更加容易和方便，網(wǎng)絡(luò)通信安全性也可以得到保證。在未來(lái)的研究過(guò)程中，會(huì)進(jìn)一步挖掘5G通信技術(shù)對(duì)高頻資源的利用，進(jìn)一步提升對(duì)頻率資源的利用率，避免在信號(hào)傳輸過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)多的損耗。在5G技術(shù)得到更加全面應(yīng)用之前，應(yīng)該認(rèn)真做好5G技術(shù)方案的設(shè)計(jì)工作，從信息存儲(chǔ)量、信息傳輸速度等各個(gè)方面來(lái)綜合進(jìn)行分析和改進(jìn)，這對(duì)提升5G技術(shù)應(yīng)用效果是非常有益的，給人們的生活創(chuàng)造出一個(gè)更加理想的環(huán)境，5G網(wǎng)絡(luò)通信的覆蓋范圍也會(huì)進(jìn)一步增加，給信息化社會(huì)的創(chuàng)建，奠定一個(gè)更好的基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，對(duì)通信技術(shù)的發(fā)展提出了更高的要求。為了有效解決當(dāng)前通信技術(shù)應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題，就應(yīng)該充分做好5G技術(shù)的研究工作，對(duì)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行持續(xù)的跟蹤，提升技術(shù)的應(yīng)用效果。