5G通信關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展

文/馬飛

隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人們追求更高速可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。用戶需求不斷發(fā)展，移動(dòng)通信技術(shù)也在不斷的更新?lián)Q代，5G 作為新一代無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，在傳輸速率和資源利用方面都比4G 通信有明顯的提高，5G 通信時(shí)代的到來，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，能夠帶給人們更加先進(jìn)的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。通過對(duì)5G 通信涉及到的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探析，能夠發(fā)現(xiàn)5G 通信的相關(guān)技術(shù)表現(xiàn)在超高效能的無線傳輸技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。對(duì)5G 通信技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效提高整個(gè)社會(huì)的運(yùn)作效率和經(jīng)濟(jì)效益。

1 5G通信關(guān)鍵技術(shù)

1.1 多入多出（MIMO）天線技術(shù)

多入多出（MIMO）天線技術(shù)是通過利用多天線對(duì)信道衰弱進(jìn)行相應(yīng)的抑制，其中信道的容量與天線的數(shù)量是一種正比的關(guān)系。MIMO 系統(tǒng)能夠?qū)π诺廊萘窟M(jìn)行倍增，并對(duì)信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和頻譜的利用率具有一定的提高作用，在不同類型的無線通信中，比如3G系統(tǒng)、LTE 系統(tǒng)中，該技術(shù)都具有了廣泛的應(yīng)用。大量天線的使用雖然在一定程度上，能夠?qū)ο到y(tǒng)的容量進(jìn)行提升，但也會(huì)占據(jù)更多的空間，在實(shí)際應(yīng)用情況中，外界的很多環(huán)境因素都難以進(jìn)行有效的控制，但是在無線通信系統(tǒng)中，對(duì)于天線使用的數(shù)量能夠進(jìn)行合理的控制。

無線通信系統(tǒng)中使用的多入多出（MIMO）天線技術(shù)，具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。通過使用大規(guī)模的多入多出（MIMO）天線技術(shù)，可以有效提高空間的分辨率，對(duì)各類資源進(jìn)行一定深度挖掘，而且能夠涉及更加廣泛的維度。對(duì)于在不同網(wǎng)絡(luò)中的用戶，可以使用這種方式進(jìn)行通信，在通信的過程中，帶寬的條件不會(huì)發(fā)生改變。多入多出（MIMO）天線技術(shù)還可以集中控制相應(yīng)的波束，即使范圍比較窄，也能夠很好地控制波束，以防止在傳輸?shù)倪^程中，傳輸信號(hào)會(huì)受到干擾。使用大規(guī)模的多入多出（MIMO）天線技術(shù)還可以很好地控制發(fā)射的功率，如果天線的數(shù)量較多，使用簡(jiǎn)單的線性預(yù)編碼的形式可以有效地防止各類噪聲的干擾。

1.2 濾波器組的多載波技術(shù)

在5G 通信系統(tǒng)中，使用多載波技術(shù)可以對(duì)頻譜的效率進(jìn)行有效的提升，防止多徑衰落的發(fā)生。該技術(shù)在無線通信中具有廣泛的應(yīng)用，但仍存在一定的局限性。在控制多徑衰落的過程中，循環(huán)前綴的使用會(huì)造成無線資源的浪費(fèi)。在多載波技術(shù)中，其載波頻偏表現(xiàn)出較高的敏感性，會(huì)導(dǎo)致頻譜靈活度的相應(yīng)降低。同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾瘦^大對(duì)帶寬的要求也比較高，每個(gè)地區(qū)的頻率不同，頻率較低的地方就很難獲得相應(yīng)的帶寬，容易產(chǎn)生大量空白頻譜，造成不能連續(xù)使用多載波技術(shù)。

利用濾波器組可以解決5G 通信中的這個(gè)問題，對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。多載波技術(shù)中濾波器組的應(yīng)用，使得各個(gè)載波之間不處于同步運(yùn)行的狀態(tài)，在不同領(lǐng)域內(nèi)可以進(jìn)行單獨(dú)處理，從而防止外界干擾。

1.3 非正交多址接入技術(shù)

我國(guó)傳統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用的是多址接入技術(shù)，而且這些多址接入技術(shù)都是正交類型，比如在4G 通信系統(tǒng)中使用的OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)，與其他多址技術(shù)相比是4G 系統(tǒng)最佳的多址方案，該技術(shù)能夠?qū)㈩l域內(nèi)給定的信道分成多個(gè)正交子信道，并用子載波對(duì)每一個(gè)子信道進(jìn)行調(diào)制，各子載波之間能夠進(jìn)行并行傳輸降低波間的干擾。移動(dòng)通信技術(shù)在不斷的發(fā)展和改革，5G 通信技術(shù)作為未來的具有適應(yīng)性的萬物互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在發(fā)送端應(yīng)用非正交多址接入技術(shù)，能夠主動(dòng)引入干擾信息，在5G 通信系統(tǒng)的接收端有具有串行干擾刪除功能的接收機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的正確解讀，從而提高移動(dòng)終端的信息容納量，滿足5G 通信系統(tǒng)使用的需求。

1.4 自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

傳統(tǒng)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)都是采用人工的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營(yíng)，在這個(gè)過程中不僅需要大量的人力，還會(huì)導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)成本的增加。通過采用自組織網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)部署問題可以得到更好的完善，使復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本也會(huì)相應(yīng)的降低。使用自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以利用網(wǎng)絡(luò)中的自組織能力，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和配置，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、部署和優(yōu)化也能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，幫助相關(guān)企業(yè)減少人力的投入。

2 5G通信技術(shù)的發(fā)展

5G 移動(dòng)通信技術(shù)在現(xiàn)代化生活中得到了快速的發(fā)展，有關(guān)研究也越來越多，5G 通信也成為全球移動(dòng)通信領(lǐng)域重點(diǎn)研究的內(nèi)容。相關(guān)部門通過對(duì)3G 和4G 網(wǎng)絡(luò)的研究，移動(dòng)通信水平得到了有效的提升，對(duì)我國(guó)移動(dòng)產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展起到了巨大推力作用。相信在不久的將來，5G 通信技術(shù)會(huì)在商業(yè)領(lǐng)域普遍應(yīng)用，促進(jìn)各類產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

我國(guó)政府相關(guān)部門對(duì)5G 通信技術(shù)的發(fā)展大力支持，明確了5G 通信技術(shù)的發(fā)展前景，形成了相應(yīng)的發(fā)展框架，為5G 移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。5G 通信技術(shù)的研究中，超高效能的無線傳輸技術(shù)逐漸實(shí)現(xiàn)，這保障其抗干擾能力。而在許多關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破的時(shí)候，實(shí)際研究中還存在一定的技術(shù)難點(diǎn)，比如多入多出（MIMO）天線技術(shù)的信道問題以及高頻段資源的傳輸質(zhì)量等。隨著5G 時(shí)代的到來，我們的生活一定會(huì)發(fā)生更加深刻的變化。

3 總結(jié)

5G 通信技術(shù)與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，其不僅是在無線技術(shù)上的創(chuàng)新和突破，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的革新。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，5G 通信技術(shù)的系統(tǒng)容量會(huì)變得更大，頻譜的效率也會(huì)得到有效的提高，人們能夠享受到更加快捷、智能的服務(wù)。