5G無線通信關(guān)鍵技術(shù) 及其發(fā)展現(xiàn)狀思路構(gòu)建

張玉明

【摘要】? ? 近年來我國通信行業(yè)得到了非常迅速的發(fā)展，人們對于無線通信質(zhì)量也提出了更高的要求。5G通信技術(shù)作為近年來新興的一種無線通信技術(shù)，其具備有信息傳播速度快以及可靠性高的應(yīng)用優(yōu)勢，也逐漸成為了主流的無線通信技術(shù)模式，對于人們的日常生活也帶來了良好的便利性，本文主要就5G通信關(guān)鍵技術(shù)以及其發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了探究分析。

【關(guān)鍵詞】? ? 5G無線通信? ? 關(guān)鍵技術(shù)? ? 發(fā)展現(xiàn)狀

5G技術(shù)作為一種新型的通信技術(shù)，其在遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、互聯(lián)網(wǎng)以及規(guī)?；r(nóng)業(yè)等行業(yè)中均獲得了良好的應(yīng)用效果，對于人們的日常生活與工作也帶來了非常大的變化。近年來隨著我國5G通信技術(shù)的不斷發(fā)展，5G基站的建設(shè)數(shù)量也隨之增加，促進(jìn)了我國通信行業(yè)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。

一、5G通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

近年來我國無線通信行業(yè)得到了進(jìn)一步發(fā)展，5G無線通信技術(shù)也處于商用階段，其組網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)用過程中還不夠成熟，但是可以確定的是，5G通信技術(shù)是現(xiàn)階段最為先進(jìn)的一種移動通信技術(shù)。在傳統(tǒng)4G技術(shù)基礎(chǔ)上，5G無線通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)超低時延、超高接入密度，并且能夠為用戶們提供更加優(yōu)質(zhì)的移動通信服務(wù)體驗，其還具備有以下應(yīng)用優(yōu)勢。

1.1促進(jìn)信息傳輸速度進(jìn)一步加快

近年來隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，外加上人們生活節(jié)奏的加快，對于信息傳輸?shù)乃俾室蔡岢隽烁叩囊?。因此在無線通信技術(shù)應(yīng)用過程中，需要保障通信質(zhì)量基礎(chǔ)上，盡可能的提升整體通信時間，從而滿足人們的無線通信需求。通過5G通信技術(shù)的應(yīng)用，能夠促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)利用率得到進(jìn)一步提升，提升用戶們的網(wǎng)絡(luò)使用體驗，在信息獲取方面還能夠起到良好的時間節(jié)約效果，從而促進(jìn)信息傳輸速度進(jìn)一步加快。此外5G技術(shù)能夠?qū)π畔⑶榔鸬搅己玫臄U展效果，促進(jìn)資源利用率得以提升，來滿足人們的實際通信需求。

1.2提升通信安全性能

較之于傳統(tǒng)的4G技術(shù)，5G技術(shù)自身的數(shù)據(jù)容量以及感知性能也能夠得到顯著的提升。通過超高的數(shù)據(jù)容量，可以實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的傳輸跟處理，從而滿足大數(shù)據(jù)時代下對于無線通信的具體要求，為數(shù)據(jù)提供良好的保存空間，促進(jìn)數(shù)據(jù)的安全性得到進(jìn)一步的提升。此外通過5G技術(shù)的應(yīng)用，其良好的感知性還能過對現(xiàn)有的密碼技術(shù)以及報警系統(tǒng)起到良好的優(yōu)化效果，對于智能化技術(shù)跟大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展也有著積極意義。因此說5G技術(shù)在應(yīng)用過程中還具備有良好的安全性能，能夠滿足人們的數(shù)據(jù)傳輸跟統(tǒng)計需求。

二、5G無線通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1大規(guī)模MIMO技術(shù)

在無線通信過程中，如果小區(qū)基站內(nèi)的天線數(shù)量達(dá)到了一定程度，加性高斯噪音等對于信道通信質(zhì)量所造成的影響基本可以忽略不計，從而促進(jìn)無線通信可靠性得到進(jìn)一步的提升。

在5G通信技術(shù)中，就采用了大規(guī)模MIMO技術(shù)來提升通信可靠性，較之于傳統(tǒng)的MIMO技術(shù)，大規(guī)模MIMO技術(shù)在基站端采用了大規(guī)模天線列陣，并且可以在同一時頻渠道內(nèi)為多個用戶進(jìn)行通信業(yè)務(wù)的提供，對于網(wǎng)絡(luò)吞吐量以及功率效率的提升也有著重要意義。此外因為大規(guī)模MIMO技術(shù)能夠在同一時頻資源內(nèi)支持大量的數(shù)據(jù)流，其本身也是一種嚴(yán)重的自擾系統(tǒng)，也就容易導(dǎo)致導(dǎo)頻污染等問題發(fā)生。但是通過預(yù)編碼技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)ι鲜鰡栴}起到良好的解決效果。

作為5G無線通信中的一項關(guān)鍵技術(shù)，近年來我國對于大規(guī)模MIMO的應(yīng)用力度也得到了進(jìn)一步的增加，促使信道之間趨向正交性。在這一趨勢下，借助于簡單的線性預(yù)算編碼就能夠?qū)?dǎo)頻污染起到良好的控制效果。因此在現(xiàn)階段的大規(guī)模MIMO技術(shù)應(yīng)用過程中，如果實現(xiàn)更簡單并且易于實現(xiàn)的線性預(yù)編碼算法，也就成為了研究人員所需要重點關(guān)注的技術(shù)難點之一。

2.2毫米波

就我國無線通信行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，隨著低頻段頻譜資源的不斷利用，導(dǎo)致了低頻帶無線通信系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足人們的無線通信需求。因此我們還需要積極尋求新的頻譜資源，滿足5G通信的信息高速傳播需求。毫米波自身具備有豐富的頻譜資源，也就能夠很好的滿足5G無線通信的信息傳輸需求，因此也成為了5G通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。

毫米波的波長處于微波與遠(yuǎn)紅外波之間，其波長與尺寸呈現(xiàn)出正相關(guān)的聯(lián)系。因此毫米波元器件的尺寸較之于傳統(tǒng)的微波器件尺寸更小。因此在進(jìn)行5G基站端的建設(shè)過程中，可以借助于毫米波技術(shù)來進(jìn)行大規(guī)模天線列陣的建設(shè)工作，隨后利用預(yù)編碼技術(shù)，實現(xiàn)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的建設(shè)工作，從而降低外界磁場對于信息所造成的干擾，促進(jìn)信號的收發(fā)速度進(jìn)一步加快。

但是在采用毫米波通信技術(shù)時還容易受到雨水以及大氣等外界因素的影響，并且存在有路徑損耗比較大的問題，也就需要應(yīng)用波束成型技術(shù)來提升毫米波通信技術(shù)的可靠性，滿足5G無線通信的實際需求。

2.3波束成形技術(shù)

波束成形技術(shù)作為一種傳統(tǒng)的天線技術(shù)，也是軍用雷達(dá)的常用信號接收技術(shù)。在無線通信技術(shù)應(yīng)用中還會受到多種外界因素的干擾，為了提升無線通信技術(shù)，還要不斷提高通信系統(tǒng)的抗干擾能力。

在采用毫米波等技術(shù)進(jìn)行通信工作時，其信號傳輸距離以及信道質(zhì)量也會受到比較大的限制。通過波束成形技術(shù)可以很好的減少外界因素對于無線通信工作所造成的影響。在5G通信技術(shù)應(yīng)用中需要配置大量的天線列陣，其發(fā)出的信號朝著四面八方進(jìn)行傳播，也就容易出現(xiàn)信號功率損失等問題發(fā)生，直接影響到信號的傳輸質(zhì)量。

通過波束成形技術(shù)的應(yīng)用，其能夠?qū)崿F(xiàn)多天線信號的加權(quán)合成處理，從而讓信號朝著指定的方向進(jìn)行傳輸，借此促進(jìn)信號自身的抗干擾能力得到進(jìn)一步增強，從而為用戶們提供更加優(yōu)質(zhì)的無線通信服務(wù)。但是在使用波束成形技術(shù)時依舊存在有比較多的問題，比如通信系統(tǒng)的設(shè)備成本比較高，以及難以將波束快速的對準(zhǔn)用戶，這也就需要相關(guān)技術(shù)人員能夠加強對該部分內(nèi)容的重視力度，從而促進(jìn)5G無線通信技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量得到進(jìn)一步提升。

2.4 D2D通信技術(shù)

在以往的通信系統(tǒng)中，終端設(shè)備之間的通信能力、通信系統(tǒng)的信道資源有限，設(shè)備之間無法之間進(jìn)行語音或者數(shù)據(jù)通信，而是需要通過基站來開展通信。在5G通信網(wǎng)絡(luò)中，用戶節(jié)點之間能夠進(jìn)行信號的相互轉(zhuǎn)發(fā)以及接受，實現(xiàn)了設(shè)備到設(shè)備之間的有效通信，從而擺脫了傳統(tǒng)通信過程中受到基站的束縛，對于頻譜效率的整體提升也有著重要意義。但是因為復(fù)用小區(qū)的社會資源，也就導(dǎo)致了下行鏈路中的用戶容易出現(xiàn)手干擾的情況。針對這一情況，還需要通過干擾協(xié)調(diào)以及資源優(yōu)化等方式，盡可能的降低D2D通信對于基站以及用戶們所造成的干擾情況，從而獲得良好的5G通信技術(shù)應(yīng)用效果。

2.5新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的構(gòu)建

新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的構(gòu)建，也是5G移動通訊技術(shù)的必然發(fā)展趨勢，在前幾代技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的構(gòu)建，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行多種通信技術(shù)手段的融入，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的融合性與異構(gòu)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提高。近年來隨著我國通信技術(shù)的不斷發(fā)展，在基于WIFI以及蜂窩數(shù)據(jù)流量下構(gòu)成的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，也能夠滿足5G通信技術(shù)的實際應(yīng)用需求。

三、5G通信技術(shù)的具體應(yīng)用概述

3.1遠(yuǎn)程醫(yī)療

5G通信技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中也獲得了良好的應(yīng)用效果，也是實現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療的重要技術(shù)手段。近年來我國醫(yī)療行業(yè)得到了非常迅速的發(fā)展，在基于通信技術(shù)基礎(chǔ)上還研發(fā)了多種醫(yī)療新技術(shù)。利用5G通信技術(shù)的通信高效率以及高質(zhì)量，能夠為遠(yuǎn)程醫(yī)療的進(jìn)行提供良好的技術(shù)條件，并且可以幫助醫(yī)生對患者病情進(jìn)行遠(yuǎn)程實時掌控。在5G遠(yuǎn)程醫(yī)療模式中，醫(yī)生們可以通過5G通信技術(shù)進(jìn)行患者治療視頻與圖片的精準(zhǔn)傳輸，幫助醫(yī)師進(jìn)行遠(yuǎn)程會診工作，讓患者能夠在最短時間內(nèi)得到有效的治療，避免錯過最佳救治時間對于患者預(yù)后所造成的影響。最后5G通信還能夠?qū)崿F(xiàn)多個用戶終端的同時連接，從而讓專家就診突破空間以及時間上的約束，在短時間內(nèi)開展急性會診。

3.2自動駕駛

近年來我國汽車行業(yè)得到了非常迅速的發(fā)展，越來越多的汽車制造企業(yè)也加強了對自動駕駛技術(shù)的研究力度。借助于5G通信技術(shù)的應(yīng)用，可以為自動駕駛技術(shù)的實現(xiàn)提供良好的通信技術(shù)。在車輛進(jìn)行障礙物的自動判斷、紅綠燈以及自動拐彎等操作時，其還能夠促進(jìn)汽車的反應(yīng)速度進(jìn)一步加快，充分保障自動駕駛的安全?？梢哉f5G通信技術(shù)也是實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，對于自動駕駛技術(shù)的優(yōu)化跟完善也有著重要意義。

3.3智能家居

隨著人們生活水平的不斷提升，對于智能家居的需求也進(jìn)一步提升。智能家居主要是通過無線通信技術(shù)，利用手機對家中的家居進(jìn)行控制，對于人們自身生活質(zhì)量的提升也有著非常重要的意義。家具與手機作為兩個通信終端，借助于5G技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)萬物互聯(lián)，從而促進(jìn)智能家居得以完善。通過智能家居的應(yīng)用能夠促進(jìn)人們的生活質(zhì)量得到進(jìn)一步提升，提高人們的居住舒適性，對于人們體驗感知水平的提高也有著積極意義。

3.4視頻會議

隨著我國時代的不斷發(fā)展，人們的生活節(jié)奏也變得越來越快，很多企業(yè)每天還要召開大量的會議。通過視頻會議的開展，能夠打破傳統(tǒng)會議中時間以及空間所產(chǎn)生的約束，還能夠保障多方的有效交流。5G通信技術(shù)自身具備有良好的通信能力，其可以促進(jìn)畫面?zhèn)鬏數(shù)男室约扒逦冗M(jìn)一步提升，對于視頻會議可靠性的提升也有著重要意義。此外5G通信技術(shù)的低延時也能夠保障視頻會議的順利開展，避免在視頻會議過程中卡頓情況的發(fā)生，對于企業(yè)自身管理跟經(jīng)營水平的提升也有著重要意義。

四、結(jié)束語

綜上所述，5G技術(shù)作為我國無線通信的重要技術(shù)，近年來我國5G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)處于商用階段，但是其關(guān)鍵技術(shù)在具體應(yīng)用過程中還存在有比較多的問題，這也就需要我們能夠進(jìn)一步加快對5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的重視力度，促進(jìn)5G通信技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來，對于我國移動通信行業(yè)的發(fā)展也有著至關(guān)重要的意義。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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