淺析5G通信發展趨勢與若干關鍵技術

宋官民 劉璐 趙玲雪（沈陽理工大學 信息科學與工程學院，遼寧 沈陽 110000）

淺析5G通信發展趨勢與若干關鍵技術

宋官民 劉璐 趙玲雪（沈陽理工大學 信息科學與工程學院，遼寧 沈陽 110000）

目前，4G技術是現時代人們通信的主要方式，隨著科技的發展，各個國家都越加重視對通信技術的研究，5G時代必將到來。這篇文章首先對5G通信技術作了簡述，接著闡述了5G通信技術的發展趨勢，表明不管是從利用率處理效率還是安全性上來講，它將都會是下一個年代通信技術的標準，也是人們對這一技術的期望。最后從無線傳輸技術角度出發，從大規模天線技術、全雙工技術以及基于濾波器組的多載波技術三個方面分析了5G通信的關鍵技術。

5G通信；頻譜；關鍵技術

通信技術是一種自由的、高效的傳遞信息的方法，隨著科技的不斷發展，這項技術已從2G、3G擴展至現時代運用廣泛的4G通信技術上，它極大地方便了人們的生活和工作。目前，很多國家都已經投入到5G通信技術的研究中，這不僅是人們對高質生活的追求，也是通信技術未來十幾年的發展趨勢。

1 5G通信技術概述

5G是21世紀20～30年代間發展的通信技術，與4G通信相比較，其在磁波信號利用效率、傳輸效率以及處理速率上會具備更大優勢，這一技術也會與其他相關技術緊密結合，共同打造新時代快速高效的信息網絡來服務用戶，致力滿足用戶的需求。

5G通信具備以下特點：1.在這一技術大環境下，5G更加重視通信技術的實用性能，它在促進科技變革的同時能對使用者體驗、網絡處理速率作出及時的響應；2.深層次突破該技術的體系架構，實現室內高效通信，以往的技術都是從點到點層面上進行的信息傳遞和編碼，5G更加注重多點、多面、多端口的通信，并不斷擴大信息覆蓋范圍；3.有效降低運營商成本。采用一定技術，該商能掌握大環境中流量狀態，對環境中資源作出適當的調整與分配，在保證使用者暢快體驗的同時減少成本。

2 5G通信發展趨勢

目前，人們正處在4G技術的使用環境中，對現有技術的不滿足以及對新一代通信技術的期望都將加快形成5G技術各方面的標準。通過專業人員的推算，5G通信技術大約在2020年實行。通信技術的出現豐富了人們的生活，每一代通信技術在其運用的時間和空間上都有非常大的作用，結合以前的技術發展和現如今先進的科技，我們有理由相信不管是在資源利用率處理速率上，還是覆蓋范圍上，5G技術將會有顯著的提升，以及更加全面的發展。目前是4G時代，其雖基本上能滿足所有的需求，但在傳遞質量、信息安全上還有不足，而且部分用戶體驗也不能很好地滿足。在研發第5代通信技術時，要加大對其他相關技術的研究，共同應用在5G開發上，彌補現有技術的不足，并進行系統的全面完善。

近年來互聯網的發展良好，這也為5G通信技術的前景做了有利的鋪墊。與之前的通信技術相比，5G會充分利用網絡這一大環境，側重提升信息傳遞速率。同時，現時代各個國家不斷加大對智能技術的研究，5G通信將與更多科技相結合，形成更具智能化的系統，這一系統將能高效利用信息資源，快速處理和傳遞大數據，解除存在于4G時代的不安全、傳遞質量問題，不斷提升用戶的體驗。同時，加強5G信號覆蓋范圍，突破室內信號弱化問題也是5G通信技術的使命。總體而言，5G通信技術的發展趨勢良好，網絡氛圍下的通信環境也會越加科學和完善，這無疑也會促進大部分通信行業的發展，以此更好地服務于人們的生活。

3 5G通信關鍵技術分析

這里主要從無線傳輸技術層面出發，進行5G通信關鍵技術分析。

3.1 大規模天線技術

多天線技術能顯著提高頻譜效率以及傳輸安全，一般來說這種關系成正比，目前已被廣泛運用在多類型的通信技術中，如LTE、WLAN技術等。從理論上來講，采取大規模天線技術時，能夠明顯增加系統空間且優化系統速率，但在現實生活中，這種方法實施起來有一定的難度，這是因為天線數量多會占用更多空間且不易實現。不過，專業人員已經加大了這一方面的研究力度，如何找出一個基站中最合適的MIMO數量以及如何布局才能讓該區域的通信信號處于最優狀態。一般來說可以形成聚集形式的大規模MIMO狀態，也能分散安置在不同站點上，形成多方位布局式的多天線狀態。

3.2 基于濾波器組的多載波技術

在5G技術中，有時為了滿足大數據高效率傳輸常需1GHz以上的帶寬來實現，而在一些低頻段的區域很難達到這樣的條件，頻譜利用效率低下。為了解決這一問題，可以將基于濾波器組的多載波技術應用在5G系統中，發送端口借助合成濾波器組進行多載波調整，接收端口借助分析器進行解調，這種技術的關鍵之處在于載波器組的設計。另外這一技術載波信號之間不用同步，較為容易控制鄰近信道載波的信號，還能有效利用區域內分散的頻譜資源。

3.3 全雙工技術

這種技術指的是在同一時間、同一頻道實現雙向通信的技術，能夠實現雙倍的頻譜利用效率。目前已有的無線通信技術中，全雙工技術還未實現，這是因為網絡連接端口及終端接口受到自身信號干擾，但目前已經有系統實驗證明這種端口間功率差異干擾可以抵消。因此在進行該技術在5G系統中的運用時，要加上一些改進技術來抵消一定程度的自干擾。根據目前的研究，全雙工技術適用于單小區少使用者且傳輸路程較短的情形，對多小區大規模用戶適用情形還需深入研究。

[1]翟冠楠,李昭勇.5G無線通信技術概念及相關應用[J].電信網技術,2013,(09):1-6.

[2]肖亞楠,滕穎蕾,宋梅.從4G通信技術發展看5G[J].互聯網天地,2014,(10):66-69.

[3]僧書銘.淺析5G移動通信的發展趨勢[J].科技創新與應用,2015,(29):107.

[4]趙國鋒,陳婧,韓遠兵,徐川.5G移動通信網絡關鍵技術綜述[J].重慶郵電大學學報(自然科學版),2015,(04):441-452.

[5]張鋒,王明華.5G移動通信發展現狀及其關鍵技術[J].中國新通信,2016,(06):83-84.

劉璐(1997-)漢族女吉林省長春市沈陽理工大學信息科學與工程學院

趙玲雪女1995漢族遼寧省葫蘆島市沈陽理工大學信息科學與工程學院

宋官民(1995-)男漢族大連市莊河市沈陽理工大學信息科學與工程學院