探討現代無線通信技術的發展現狀及未來發展趨勢

鄭周梅

摘要：近年來，我國的科學技術和經濟發展迅速，人們在日常生活中最經常使用無線通信技術。無線通信技術不僅可以滿足當今人們的工作需求，而且可以滿足人們下班后的娛樂需求。當前4G技術已不能滿足人們的日常需求，隨著人們需求的增長，5G技術越來越多的開始應用。本文分析現代無線通信技術未來發展趨勢展。

關鍵詞：無線通信技術;5G技術;演進;發展趨勢

前言

在當前社會發展全面進步的背景下，信息技術的改善也從許多方面影響人們的生活。隨著現代無線通信技術的發展，傳輸技術也將發生更加重大的變化，將為社會的進一步全面發展做出貢獻。與目前廣泛使用的4G技術相比，5G技術在各個方面都具有明顯的優勢。首先，網絡延遲率大大降低，傳輸速率也得到了極大提高，可以幫助用戶進一步改善體驗。在當前5G通信技術復雜發展的背景下，網絡延遲時間可以主要控制在1毫秒以內，5G通信技術的技術性能優勢更加明顯[1]。

1.5G通信技術概述

5G通信技術的高覆蓋率特性和快速普及已受到大多數用戶的贊賞，但目前我國通信技術的發展尚未達到真正符合5G開放的條件。此外，5G通信技術與傳統通信技術有很大不同。5G通信設備可以極大地提高通信質量，并在一定程度上為人們提供良好的體驗。5G通信技術在傳統通信技術的基礎上有了很大的改進，同時也匯集了現代人的需求。作為新一代通信，5G在信號和網絡速度方面與4G截然不同。此外，5G技術將有效地與范圍內的其他無線技術結合，為用戶提供更高效的網絡速度。

2.無線通信前傳關鍵技術現狀

2.1基于光纖傳送網的無線通信前傳關鍵技術

關于光纖傳送網的預先建立的程序和要求，有必要在整個階段闡明對技術過程的要求，并設法滿足這些要求。在應用關鍵技術時，有必要了解關鍵技術的過程以實現可持續性。傳統基站的內容分為不同的部分。在基礎設計中，設計了基帶單元。以RRU系統為例，在射頻傳輸系統中，確認功能分析。傳統的CPRI連接協議方法可以提高接口設計的一致性。隨著網絡的發展，要求網絡提供商使用CPRI連接協議方法來確保底層結構的合理性[5]。集中管理方法是現有網絡環境中的一種新型無線網絡設計。在該項目中，C-RAN使用集中式操作模式和協作模式進行計算。在當前的接入網項目中，有必要減少基站機房的數量。使用寫作化和虛擬化技術設計能源使用時，可以確保資源共享和合理的配置。C-RAN運營網絡管理的設計形式滿足移動互聯網的設計要求。在當前的快速發展過程中，可能存在多個壓力因素。因此，全面的可持續管理包括成本效益分析，并且可以針對特定過程要求進行定制。

（1）波分復用前傳技術。WDM前傳技術基于2.5bps技術，可以快速利用外界發送的設置信息，具有成本低，可靠性高的特點。該系統具有兩個傳輸通道：一個是信息傳輸，另一個是信息傳輸監控。WDM前傳技術的出現也許可以滿足對光纖的需求，但是它也有缺點：將增加網絡管理和維護的負擔。當使用WDM前傳技術時，無色收發器功能將通過放射式半導體放大器幫助來完成。

（2）時分復用前傳技術。波分復用多信道技術成本低，使用率高，非常適合基本的無線通信前傳任務。但是，在此過程中很容易受到外部因素的影響，因此有必要使用諸如以太網和TDM之類的前傳技術來解決由這些外部因素引起的問題。系統運行時，首先需要將數據傳輸到傳送器終端，使用前傳技術將其放入光網絡單元，最后通過轉換器傳輸將其發送到RRH。利用系統中的新技術，可以將常規網絡轉換為以太網，這不僅可以節省成本，而且可以促進傳輸，并使無源光技術發揮最大作用。有時在傳輸過程中，傳輸時間、效率等與期望會有偏差。此時，主機需要處理MAC幀數據以解決這些問題。盡管時分多路復用前傳技術需要較長時間才能傳輸數據，但該技術的最大優點是可以增加帶寬。

（3）物理層功能重建前傳技術。為了更好地節省無線通信前傳技術成本，還需要確保始終將帶寬控制在10GB/S之內。在傳播過程中，盡管數據壓縮技術還可以減少傳輸期間的帶寬，但是壓縮的帶寬后不能滿足傳輸要求。因此，為了解決這個問題，需要有規則地轉換RRH和BBU之間的分離點，并平衡模擬和數字，以便在應用物理層處理技術時可以建立一個新的結構，目標是減少光傳輸帶寬，并且可以添加多個傳輸站點。

（4）光載中頻純模擬信號傳輸前傳技術。RRU系統中有M個扇區，并且每個扇區在設計時都必須滿足光載天線線路要求，與傳統的設計方法進行比較之后會發現，如果需要有關波長的信息，則需要先在一定程度上處理波長，因為在處理過程中可能會出現一些問題，因此有必要事先準備解決方案。在調制期間，必須進行非線性分析，以使演進增強系統信號真正高于峰值和平均功率信號，并且比單載波調制更容易受到諧波失真的影響。

2.2基于光載射頻技術的無線通信前傳技術的應用

（1）光載射頻技術。光載射頻技術直接在光波上使用射頻信號，并使用光纖傳輸信號，接收設置中使用了一個光電探測器。光電探測器的主要功能是將通過光纖傳輸的光電信號轉換為射頻信號發送給客戶端。光載射頻系統主要包括：中心站，基站，光纖通信線路等。

（2）中心站調制方式。在光載射頻系統中主要使用兩種調制方法，即外部調制和直接調制。直接調制直接以射頻信號的形式感應驅動電流。激光器負責控制輸出光波的強度，以生成光載射頻信號。使用外部調制時不需要激光器的幫助，可以直接在激光器外部執行。

（3）基站檢測模式。在光載射頻系統的接收端使用光電檢測器具有很大的優勢，檢測器數據中的光功率和光電流呈正比例趨勢。

（4）光載射頻技術的優勢。光載射頻技術的優點主要有：①損耗低、帶寬大、抗電磁干擾強;②光電轉換和濾波處理可以在光域中自由進行;③基站的規模和成本可以得到有效控制;④各種服務的可以共傳;⑤除了適用于移動網絡外，還可以應用于軍事網絡和智能交通系統。

（5）基于光載射頻的模擬前傳網絡。光載射頻系統的模擬前傳網絡中的模擬信號可以在前傳網絡中傳輸，在傳輸過程中將使用某些設備來簡化RRU結構。將光載射頻技術添加到集中式/云無線接入網絡中，不僅可以為用戶提供更多服務，而且可以改善用戶體驗。現在，隨著5G技術的飛速發展，研究表明，如果以相同的傳輸速率模擬前傳移動網絡，則前傳訪問移動網絡的帶寬和信號要求將低于5G。因此，越來越多的人在設計前傳網絡解決方案時將重點放在6GHz以下的低頻范圍，以便可以將更更多前傳網絡合并到網絡結構中。

3.無線通信技術的傳輸技術現狀

3.1信道建模技術

所謂的信道建模技術是一種新型技術，可以對無線技術進行全面評估。對于5G通信技術而言，信道建模技術也非常重要且不可替代。自從引入5G通信技術概念以來，信道建模技術也迅速發展以滿足需求，并呈現出多元化的發展趨勢。一旦5G被廣泛采用，就移動性能而言，信道建模技術將持續處于最佳狀態。顯然，在傳統的4G通信技術下進行的建模已不再能滿足5G通信技術應用的要求，在其他D2D信號與5G通信技術之間也建立了牢固的聯系。但是在4G通信技術中，信道建模支鏈具有很強的獨立性。它們之間的信號發射范圍彼此獨立，并且分支不會相互影響。換句話說，在傳統的信道建模技術中，D2D與現實存在一定的對立。因此，在5G通信技術的發展中，5G技術也將受到影響，最后，信道建模技術將具有空間連續性和雙重移動性[2]。

3.2大規模多天線技術

經濟發展為人民的生活水平帶來了一定程度的便利。因此，隨著5G通信的發展，研究和開發的主要重點是大規模多天線技術。所謂的大規模多天線技術是5G通信中包含的重要技術，也是必不可少的技術。由于4G技術在應用過程中存在某些弊端，因此用戶在使用時會形成一個完整的天線系統。這種天線系統可以在一定程度上滿足人們的當前需求。大規模多天線技術還可以合理化資源使用，進一步加速數據傳輸，并減少數據延遲時間。

3.3全雙工技術

在5G通信技術的背景下，相關技術的功能比以往更加清晰。例如，基站負責發送信號，而接收站負責接收信號，這是典型的半雙工模式。隨著互聯網用戶數量的增加，與過去相比，發送和接收信號的工作量已顯著增加，原半雙工模式遠遠不能滿足基本的用戶需求。為了更好地滿足客戶的基本需求，與半雙工模式相比，出現了更先進的全雙工技術。全雙工技術的使用可以有效地彌補半雙工技術在發送和接收數據信號方面的缺點。也就是說，在全雙工技術的背景下，接收站和基站可以同時發送和接收數據，這在一定程度上提高了頻率資源的使用效率。在發送天線信號的過程中，波束等可能會對通信系統造成一些干擾。因此，與半雙工技術相比，全雙工技術在使用過程中的質量控制方面必須更加嚴格。消除全雙工干擾的最佳方法是通過物理方法，隨著全雙工技術優勢的逐漸顯現，在不久的將來，全雙工技術將獲得極大的普及[3]。

3.3網絡架構新技術

在5G技術的應用中，為了提供更有效和有序的數據和信息傳輸，必須集中精力構建新的網絡架構。使用新的網絡架構可以更好地優化傳輸效率和效果。基于具有云架構和C-RAN的5G通信系統的運行進行優化，這種新的網絡架構可以更好地形成數據傳輸效果，并且必然會與現有的通信網絡相匹配，也可以方便后續的維護和維修，其優勢更加明顯。

3.4設備間的通信技術

在5G應用中，基站在運行期間通常面臨更高的壓力。為了減輕基站的負擔，還需要集中精力研究用于在設備間傳輸數據的技術，可以在設備之間高效的傳輸不需要通過通過基站，形成更加理想的數據信息應用效果。盡管之前諸如藍牙蜘蛛之類的一些技術手段也可以實現設備之間傳輸數據和信息，但是在實際應用中，常常面臨很大的局限性，不僅傳輸效率低，而且穩定性也低。基于此，在5G通信技術的應用背景下，設備之間的數據傳輸技術需要進一步的創新研究，以有效地提高數據傳輸的效率和可靠性。在降低功耗的前提下，優化抗干擾能力。

3.5OTN和PTN技術

我國的電信發展相對較晚，與發達國家相比仍有很大的發展空間。有關人員必須繼續提高其技術水平，以便為電信行業的發展做出貢獻。

（1）OTN技術的應用：①數據收集：有關人員必須繼續完善考核體系，適應時代的發展，選擇合適的考核體系。另外，要記錄具體的電信情況，提高OTN技術的效率并減少浪費現象。在收集數據的過程中，必須充分考慮情況的變化。此外，使用OTN技術優化電信網絡服務的路由可以提高數據收集的準確性并提高運營效率。②數據分析與故障排除：使用OTN技術優化電信網絡服務的路由要求相關人員不斷提高其技術水平并減少出錯的可能性。此外，要加強技術監督和管理，以增加員工的價值。智能技術的應用可以有效地增加OTN技術的使用頻率，同時優化電信網絡服務的路由。③監督制度的應用：不管任何技術的發展，都與安全監督的應用密不可分，同樣，安全監督在其中也起著非常重要的作用。

（2）PTN通信技術：所有LTE服務均使用OTN和PTN技術提供，當前OTN、SDH和DWDM在我國承載大量移動互聯網 IP數據。目前，我國存在多個級別的傳輸網絡建設，比如全國范圍一干、省內二干以及城域網等。點對點PDH始于PTN運營商的傳輸技術，SDH是一種端到端傳輸，已逐漸演變為點對點PTN。目前，SDH承載了TDM業務，因此，在容量適應性、靈活性、性能和成本方面面臨較大的限制。尤其是PTN運營商和SDH技術的實際發展中存在難以融合的過程。PTN技術的發展取決于SDH，實際的開發需求可以在很大程度上彌補SDH本身的不足。此外，運營商采用了國際互聯網 LETF技術，該技術在關鍵技術上進行了改進，可以完全支持靜態3層路由，其中一項重要功能就是查找URL，具有一定的組網技術，采用的網絡體系結構具有科學性。

4.5G無線通信技術網絡架構發展趨勢

4.15G無線通信技術網絡架構簡介

5G是繼3G和4G之后的第五代無線通信，其傳輸速度可以達到20Gbps，是4G網絡傳輸速度的10倍以上。隨著大數據的到來，5G的發展進程正在加速。5G時代為人們的生活增添了許多色彩，一些新技術的應用解決了人們的許多問題，可以使政府、企業、學校等更多的人體驗到無與倫比的便利性和效率。5G網絡的傳輸速度非常快，尤其是壓縮文件的傳輸比以前更快，傳輸穩定性也更好，并且在傳輸過程中不會丟失任何信息。

在5G網絡中，網絡切片是非常重要的部分。為了將5G網絡應用于多種環境，根據應用環境將5G網絡劃分為多個邏輯網絡。不同的邏輯網絡適用于不同的網絡。例如，將網絡分為5個部分：第1部分為自動駕駛、第2部分為智能手機、第3部分為人工智能、第4部分為物聯網、第5部分為其他區域。以下是校園內5G網絡架構的簡要說明。

網絡架構主要分為兩部分，一個是5G接入網和核心網，另一個是中心接入。在接入網和核心網中，最重要的是其核心云和邊緣云。核心云具有5G核心用戶和5G核心管理。主要用戶是一個大型數據庫，用于存儲客戶信息，并且主要控件在5G網絡上運行各種服務。核心云回傳后至邊緣云。邊緣云主要包括MEC和CU，然后將它們通過邊緣云發送到DU，然后通過DU發送到AU。最后，AU可以通過基站連接到大規模MIMO、400 MHz毫米波和通過大規模聚合，這些模式的數據傳輸速率可以達到20 Gbps。

在中心接入中，AU可以通過基站連接到中心交換機。中心交換機相當于5G應用中的核心平臺。中心平臺可以直接訪問郵件服務器、OA服務器和VOD服務器。這些服務器可以接收和發送電子郵件，實現辦公自動化并提供視頻點播服務。通過轉換路由器以獲得網絡上主機的域名和IP地址，中心交換機還可以通過防火墻訪問DNS服務器，也可以連接到校園LAN，例如校園中的教學樓、辦公樓、實驗室樓、圖書館、信息樓等。

NFV參與了核心云和邊緣云，NFV代表網絡功能虛擬化，使用網絡虛擬服務并重新實現基于硬件的功能性通信節點軟件，是通信網絡的基本技術。5G網絡在NFV還有另一個軟件定義的SDN，用于將控制平面和轉發平面解耦。SDN是一種網絡技術，主要用于5G網絡的承載網絡中。NFV是一種計算技術，主要用于5G網絡的核心網絡和接入網絡。

4.25G無線通信技術協議

5G無線通信技術協議是指終端和客戶端必須遵循的規則和方法才能提供5G通信服務，該協議定義了數據塊使用的格式，包括信息，定義，連接方法等，這些信息可以確保將數據平穩地傳輸到網絡上的特定位置。5G通信協議主要包括用戶面協議、控制面協議和數據面協議。與4G空口協議相比，5G實際上沒有太大變化。在用戶平協議中，5G空口用戶協議具有附加的SDAP層。SDAP在TS37.324中定義，PDCP在TS38.323中定義，而MAC在TS38.321中定義。通用數據面協議也具有SDAP。

4.34G網絡到5G無線通信技術的演進

5G無線通信技術從4G網絡發展而來，空心網絡和核心網絡的變化尤為明顯。在網絡架構方面，5G和4G之間最大的變化是核心網絡和接入網絡的分離變得模糊。在接入網絡中，主要針對5G，CU和DU的兩層網絡架構已獲得公眾認可。這種網絡架構與無線網絡的結合構成了5GC-RAN的兩個主要元素。核心網絡應用程序功能的一部分交付給位于MEC邊緣云中用戶附近的基站，從而減少了等待時間。將原始BBU中的物理層發送到AAU進行處理，實時需求較高的物理層、MAC和RLC層放置在DU中進行處理，將實時需求較低PDCP和RRC放置在CU進行處理。5G核心網絡還使用SBA架構將原混合用途劃分為可以實現各種服務的多個獨立功能個體。

結束語：

隨著對信息安全，信息傳輸速度和效率的日益增長的需求，5G傳輸技術已逐漸成為一種新的發展趨勢。未來，無線通信技術將得到更好的發展，商業應用將越來越廣泛，無線通信需求也將得到更好的滿足。

參考文獻：

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[2]刁彩萍.現代無線通信技術的發展現狀及未來發展趨勢探析[J].電子制作，2015（1z）.

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黔西南族職業技術學院 562400