面向5G無線通信系統的關鍵技術綜述

劉 志，季旭東

（91550部隊，遼寧 大連 116023）

網絡的不斷進展，通信設備的更新換代，給5G技術的推廣造成阻礙，如果不能及時的進行管理，對網絡的發展會造成非常嚴重的影響。傳統的網絡的管理方法已經不能適應現代化科技發展的步伐，需要更加的科學管理方法。而5G就能夠滿足這樣的需要，它能夠更加快捷的傳播信息，并且能夠全面系統的分析問題，根據不同的數據得出結論。

1 5G無線通信技術的相關資料

1.1 5G無線通信技術的含義

5G和4G這兩種不同的通信系統相比，5G通信系統則更勝一籌，主要表現在5G的速度快，覆蓋的程度更加的完整。因此根據目前的中國通信來說，5G比4G有更廣闊的發展空間和更加廣闊的市場。近年以來，我國對5G無線通信系統的應用更加全面的投入，在實驗階段已經取得了樂觀的成績，而且將會朝著更加全面的方向發展。5G無線通信技術主要是第五代移動通信技術，但是從目前的一些調查對比發現，5G是在4G基礎上，一個網速的提升，依舊處于一個初級階段。

1.2 無線通信系統的種類

1.2.1 多重無線通信網絡

對于5G無線通信系統來說，它擁有著廣闊的發展前景，將會有一個階段性的提升，在我國全面5G覆蓋的區域中，將會是越來越多元化，它不再是單一的一個網絡，而是根據不同的需求，發展會越來越全面，將會融合更多的信息，推動新型網絡的發展。它對于4G來說，將是一個質的提升，更加突出了5G的優勢，主要表現在通信信號的強度增加，通信速度的提升以及通信方式的多樣。對于傳統的網絡，這就體現了5G的優勢。但是為了更好的去使用這些功能，就需要提升網絡發展，積極的引進新型的技術。5G技術雖然采用尖端信息技術水平，但是在技術應用中，也有一些缺點，其缺點既表現在對通信信息的分析方面和工作人員在對信息分析的過程中，出現一些紕漏，從而造成由此可見，技術本身不具備分析能力，會對工程造成很大的影響。

1.2.2 大規模MIMO通信技術

近來，一種新穎的網絡架構——大規模MIMO通信網絡，它可以顯著提高頻譜效率，同時又可以降低硬件實現的復雜性，在通信領域得到廣泛關注與研究。MIMO通信是將發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線，使信號通過發射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通信質量。它能充分利用空間資源，通過多個天線實現多發多收，在不增加頻譜資源和天線發射功率的情況下，可以成倍的提高系統信道容量，顯示出明顯的優勢、被視為下一代移動通信的核心技術。

大規模MIMO通信技術應用在理論研究中仍有一些問題需要解決，其預期的性能優勢和特性也越來越多，并且得到學術界的肯定。隨著對大規模MIMO核心問題的不斷解決，我們有理由相信大規模MIMO技術將在新一代無線通信系統中發揮更大、更廣泛的作用。

1.2.3 自組織網絡技術

即網絡智能化，應用自組織網絡技術來確保網絡能夠自動進行網絡規劃、維護、部署、優化和排除一般故障。自組織網絡技術應用節省了人力資源，降低了運行的成本。在5G移動通信系統，充分利用大規模的無線傳輸技術和無線網絡架構，促使網絡自主模式在實際應用發揮不可替代的作用。但是，由于自組織網絡技術已經成為構建移動通信網絡的關鍵技術，因此在實際網絡應用中實現深度智能就是確保5G移動通信可聯網性的關鍵，并且在構建5G移動通信中具有重要地位。

2 5G關鍵技術分析

2.1 異構無線通信網絡

通信技術與計算機技術的高效結合，應用越來越廣泛，使得越來越多無線接入技術開始應用到百姓家中。其實早在應用4G移動通信網絡時就已提出選擇多個網絡節點，例如借助家庭基站或WiFi接入點來提高網絡覆蓋范圍。傳統的接入節點選擇機制無法滿足這一需要，同時會影響到接收信號的效果，因此為了提高網絡吞吐量和覆蓋面積就必須將多個接入節點引入異構網絡中，并在此基礎上創新接收節點選擇機制來拓展接入節點功率。從網絡覆蓋層面來看，可以引用拓展機制來提高信號強度，并在此基礎上選擇多個節點來獲取正確操作，這樣的模式可以有效提高負載轉移和平衡任務的完成效果。與此同時，網絡延遲可以提高相關應用程序的運作穩定性和安全性，這對于進一步改善程序功能而言具有積極意義。從另一層面講，解決不同網絡兼容問題可以大大拓展相關技術的市場份額，當前我國在相關技術方面的發展尚無法實現網絡通信技術與不同網絡的兼容需求。即便部分網絡可以實現兼容，但其應用程序的功能范圍也極其有限，而與之形成對比的是，5G網絡通信技術的優勢在于良好的兼容性，其可以最大程度滿足不同通信設備對網絡兼容的需求。與此同時，5G網絡通信技術在應用方面還可以集成不同類型網絡，這大大拓展了網絡應用群體的范圍，進而有助于降低網絡維護成本并提高整體經濟效益。

2.2 綠色通信技術

當前通信技術在社會各領域中的應用越來越廣泛，這也使得其在發展過程中涌現出越來越多問題，相關統計表明通信技術在應用過程中所造成的能耗逐年增加，而這對可持續發展造成一定威脅。伴隨著近些年通信技術的推廣應用，社會各領域對信息技術的傳播速度要求越來越高，即便是號稱零距離的5G通信系統也難以滿足1 000次通信系統的目標。受信號質量高低影響，能耗情況和能源利用效率不盡相同，在較低轉移條件下可以使能源效率達到最佳。除此之外，通信系統在運作過程中可以有效權衡通信和框架，當前我國所研發的無線通信技術已基本達到解決能源效率問題的目標，例如在一個多用戶系統中可以借助大規模MIMO系統來實現資源最優化。從這一層面講，平衡能源和能耗問題可以大大提高資源使用效率，同時可以更好地落實可持續發展理念。在未來的發展中，相關部門要提高對能耗問題的重視程度，存在大規模能源消耗弊端的通信系統將無法成為推廣使用的系統，這就需要采取合理的措施并注重分析其能源消耗參數，以此來妥善解決通信系統存在的能源消耗問題，這對于推動通信系統實現向好發展而言具有積極意義。

2.3 毫米波高頻段通信技術

毫米波高頻段通信技術是解決通信難題的有效方法。毫米波高頻段通信技術主要是采用了信息技術，通過信息反饋出來的問題，然后再采取措施，達到提高通信的完美性，使它受到更加廣泛的歡迎。通過毫米波高頻通信技術檢測出來的信息，避免了人工檢測的誤差，這樣能夠提升檢測的速度和準確性，提高了工作的效率。而且，毫米波高頻技術能夠在最短的時間內，分析出來通信工程的問題，并且通過短時間進行多次的檢測，這一點也是其他技術所不能相比的。它的便捷性就是體現在當通信工程在工作中出現問題的時候，毫米波高頻檢測技術能夠從多個角度，對通信工程這個目標進行重復的檢測，全面的分析檢查存在的問題。能夠在短時間內通過信息技術對通信工程進行重復的檢測，能夠發現存在的問題，以便于及時的補救，這也是解決5G網絡出現的難題。

2.4 云計算技術

現代的5G網絡工程為了如何更好的提高通信過程中的安全性，所以配套的工具也在不斷地更新，在一定的程度上能夠減少通信工程的開支。通過云計算，5G網絡能夠在最大限度上提高工作的效率，5G技術和當今快速發展的科技完美的結合在一起，能夠極大的保障通信工程工作的安全問題，給人們提供更加便利的服務。現在的云計算技術還是存在著一些問題，信號的不穩定，這急需要進行優化。但是在5G網絡技術下，通信領域將會得到大大的增強，通信速度也會有質的提升，在全球范圍內會有越來越多的使用量。因此，在5G通信工程中，人們對5G的服務和設備將會有更高的標準，在這樣的情況下，5G還需要提升云計算技術的速度，提高通信傳輸率。

3 結束語

伴隨著無線網絡通信的不斷發展，人們對于網絡的質量和需求越來越高，傳統的網絡工程已經無法滿足人們的需要，然而5G的開發將會極大的解決這樣的問題。5G網絡技術已經在通信工程中開始應用，并得到了大面積的推廣。同時也在促進通信技術在不斷的發展，更好的創造出高質量的工程，同時也需要通信技術領域的人員努力加油，創造更加便捷的工具，給人們創造更舒適的生活。