5G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析.doc

5G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析 摘 要21世紀(jì)是信息高速流通的時代，通信技術(shù)在其中扮演著至關(guān)重要的角色，現(xiàn)如今人們生活的方方面面都離不開通信技術(shù)。5G通信技術(shù)是未來移動通信技術(shù)發(fā)展的新趨勢，但是目前這種技術(shù)還尚未成熟，在很多細(xì)節(jié)的方面都需要更好的完善，如果沒有做到這一點(diǎn)，就無法進(jìn)行實(shí)際的推廣工作。同時也需要對通信系統(tǒng)的能耗進(jìn)行相應(yīng)的控制，只有完善好諸如此類技術(shù)的關(guān)鍵細(xì)節(jié)，才能夠真正的將5G通信系統(tǒng)推向?qū)嶋H應(yīng)用。為此筆者根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)對5G通信系統(tǒng)做出了總結(jié)，也指出了未來5G無線通信系統(tǒng)應(yīng)該完善的方向。 關(guān)鍵詞5G無線通信；關(guān)鍵技術(shù) 中圖分類號：S422 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）26-0042-01 1 前言 目前，在我國移動通信的演進(jìn)歷程中，我國依次經(jīng)歷了“2G跟蹤，3G突破，4G同步”的各個階段。在5G時代，我國立志于占據(jù)技術(shù)制高點(diǎn)，全面發(fā)力5G相關(guān)工作。從5G業(yè)務(wù)、頻率、無線傳輸與組網(wǎng)技術(shù)、評估測試驗(yàn)證技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化及知識產(chǎn)權(quán)等各個方面，探究5G的發(fā)展。因此，本文主要對5G無線通信的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，并對5G無線通信技術(shù)的市場應(yīng)用進(jìn)行了探討，以供同仁參考。 2 5g通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 2.1 大規(guī)模MIMO技術(shù) 經(jīng)過近幾年的實(shí)踐，目前在多種無線通信系統(tǒng)中已經(jīng)普遍采用了多天線技術(shù)，通過3G系統(tǒng)以及WLAN等通信系統(tǒng)實(shí)際的檢驗(yàn)，我們可以發(fā)現(xiàn)多天線技術(shù)能夠有效提高通信系統(tǒng)的頻譜效率。其中MIMO信道數(shù)量的增加能夠與收發(fā)信號所用的天線數(shù)量呈現(xiàn)出近似相關(guān)的關(guān)系，所以在對于5G通信系統(tǒng)的研究之中我們一般會設(shè)置多種數(shù)量的天線。但是就單個系統(tǒng)而言，如果天線數(shù)量增多肯定會使得整個系統(tǒng)空間被壓縮，那么基礎(chǔ)性的功能就很難保證了，所以說這個我們需要適當(dāng)?shù)娜ミM(jìn)行權(quán)衡。雖說如此，大規(guī)模MIMO技術(shù)的優(yōu)勢還是顯而易見的，首先大規(guī)模MIMO有更強(qiáng)的分辨率，所以說在挖掘空間維度資源的時候就能夠做到更深入，這就能夠使得多個用戶在同一頻率內(nèi)的通信能夠保證暢通。進(jìn)而小規(guī)模數(shù)量基站下的高頻譜信息傳輸也就不再是難題。其次大規(guī)模MIMO與其他基站平臺相比抗干擾能力更強(qiáng)，這也就決定了它能夠適應(yīng)一些極端環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸。對于5G通信系統(tǒng)而言，攻克了這部分技術(shù)的內(nèi)容，也就代表通信系統(tǒng)本身能夠負(fù)擔(dān)的起短時間內(nèi)大規(guī)模的數(shù)據(jù)傳輸。 2.2 全雙工技術(shù) 所謂全雙工技術(shù)就是指信息的同時傳輸和同頻率傳輸?shù)囊环N通信技術(shù)。由于無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)在信息傳輸過程中傳輸終端和接受終端存在一種固有的信號自干擾。全雙工計(jì)劃蘇能夠充分的提高頻率利用率，以實(shí)現(xiàn)多頻率的信息的信息傳輸，從而改變了一般通信系統(tǒng)不能夠?qū)崿F(xiàn)同頻率和雙向傳輸?shù)募夹g(shù)現(xiàn)狀，因此這種技術(shù)已經(jīng)成為無線通信技術(shù)當(dāng)前研究的一個重要的關(guān)鍵點(diǎn)。這種技術(shù)應(yīng)用在5G無線通信系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)無線頻譜資源得到充分的挖掘和利用。當(dāng)前5G無線通信系統(tǒng)由于接受信號的終端和發(fā)射信號的終端頻率之間存在著較大的差異，使得其產(chǎn)生自干擾的現(xiàn)象比較突出，是5G無線通信技術(shù)發(fā)展的一個主要瓶頸，因此，全雙工技術(shù)在5G無線通信系統(tǒng)內(nèi)有效的應(yīng)用使得信號自干擾的問題能夠通過相互抵消的方式得到有效的解決。通過模擬端干擾抵消、對已知的干擾信號的數(shù)字端干擾抵消等各種新的干擾技術(shù)的發(fā)展以及這些技術(shù)的有效結(jié)合使得極大多數(shù)信號之間的自干擾現(xiàn)象都基本上得到了有效的抵消。 2.3 綠色通信技術(shù) 綠色通信技術(shù)主要是指的降低信息傳輸過程中能量消耗的問題，從現(xiàn)有的技術(shù)水平來說這確實(shí)是目前無線通信業(yè)發(fā)展的一大挑戰(zhàn)。雖說目前無線通信所消耗的能源僅僅占所有產(chǎn)業(yè)總能耗的百分之三，但是這個數(shù)值每年卻在以百分之十五到百分之二十的速度增長。4G通信方式的普及就已經(jīng)使通信技術(shù)的能耗大幅度增加，而如果5G通信系統(tǒng)一旦普及，在這方面我們一定會面對更嚴(yán)峻的考驗(yàn)。因此研究綠色通信技術(shù)是有非常重要的意義的，目前針對于這方面的研究主要是以提高能源的利用效率為目的的，但是在提升的同時卻降低了通信系統(tǒng)的頻譜效率，目前的技術(shù)這兩者還沒有辦法兼得。所以說如何根據(jù)實(shí)際的情況在這兩者之間進(jìn)行權(quán)衡就成為了我們必須要面對的一個問題。 2.4 光場相機(jī) 光場相機(jī)就是一種可以先拍照后對焦的照相設(shè)備，通過光場技術(shù)的應(yīng)用，拍照的時候只需要構(gòu)圖即可，不需要對焦（因?yàn)檫@個可以在拍照完后在電腦上對焦），這將會改變現(xiàn)在的拍照習(xí)慣。而這類相機(jī)將成為抓拍利器：無論抓拍的照片模糊與否，只要在相機(jī)的焦距范圍內(nèi)，對焦點(diǎn)都可以在拍完之后隨意選擇，因?yàn)橄鄼C(jī)在拍照的時候就已經(jīng)把焦距范圍內(nèi)所有光學(xué)信息都記錄在內(nèi)了。因此，光場照片的容量將極大，一張照片可達(dá)到200-5OOM左右，這需要強(qiáng)大的傳輸速度與儲存空間作為支持，5G的高速和云存儲的概念將大大滿足需求。 2.5 利用5G高兼容性實(shí)現(xiàn)比特幣應(yīng)用 隨著NFC（近距離無線技術(shù)）等無接觸技術(shù)的廣泛使用，5G技術(shù)更能滿足高兼容性、安全的支付方式，由此衍生出的一系列概念型產(chǎn)品也將慢慢受到世界各國金融界的認(rèn)可，比特幣就是其中一個代表。比特幣是一種由開源的P2P軟件產(chǎn)生的電子貨幣，是一種網(wǎng)絡(luò)虛擬貨幣。比特幣不依靠特定貨幣機(jī)構(gòu)發(fā)行，而是通過特定算法的大量計(jì)算產(chǎn)生。比特幣經(jīng)濟(jì)使用整個P2P網(wǎng)絡(luò)中眾多節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的分布式數(shù)據(jù)庫來確認(rèn)并記錄所有的交易行為，P2P的去中心化特性與算法本身可以確保無法通過大量制造比特幣來人為操控幣值。比特幣作為一種虛擬貨幣，慢慢被世界認(rèn)可，并帶有了自身價(jià)值。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化，比特幣為世界經(jīng)濟(jì)貿(mào)易提供了一個新的支付平臺與方式。5G通信技術(shù)的安全、兼容性，可以為比特幣的交易提供一個有力的保障。 3 結(jié)語 總之，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在5G無線通信技術(shù)研究領(lǐng)域，將取了一定的成果。目前來說，5G網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)體系并不完善，但運(yùn)營商對其技術(shù)需求達(dá)成了一致，目前正從前期研究進(jìn)入至標(biāo)準(zhǔn)制定階段。與4G通信技術(shù)相比，5G具有高速度、低時延、低功耗的優(yōu)勢。相信在未來通信技術(shù)的發(fā)展過程中將會發(fā)揮著更大的作用。 參考文獻(xiàn) 1 余莉，張治中，程方，等.5G移動通信?W絡(luò)體系架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)J.重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014（4）：427-433. 2 尤肖虎