新型無線通信系統技術研究與分析

羅文源

摘 要：隨著信息化時代的建設與發展，通信行業應用于各個領域，網絡化也愈發變得重要，需求量暴增，而當前的4G無線網絡通信技術已經無法滿足人們的生活需求，需要有更進一步的技術出現，那么IMT-2020新型技術的研究標志著人類正邁向5G新時代。本文結合IMT-2020新型技術的應用，對比當今LTE的技術，挖掘兩者間的不同，分析出新型技術更優越，對天線的覆蓋，信號強度標準以及設備性能的要求更高，希望對地鐵無線通信系統的建設與發展，提供參考價值。

關鍵詞：無線通信IMT-2020

社會在不斷向前發展，而技術也在不斷推陳出新，如今人們快節奏的生活方式，很大程度上能有效降低時間浪費和縮短空間距離。正如當前使用的科技創新技術所發展起來的高鐵一樣，將大幅減少因地域問題所帶來的時間成本。因此，也需要提高相應的通信技術，才不至于讓人們在快速行駛的高速列車上進行語音通話時，基站因傳送的數據信號遲緩，而導致連接中語音信號出現斷斷續續情況。除此之外，IMT-2020技術還將應用于增強熱點場所、室內環境以及隧道區間覆蓋的吞吐量，增強用戶數據速率Qos需求，增強頻譜能量效率，降低網絡延時等，可以說5G網絡的新型技術，對提升通信服務質量具有重要意義，它在很大程度上被視作革命性的技術。

一、IMT-2020技術比LTE更優越

（一）IMT-2020與LTE實現技術融合

它并不是單一的技術演進，也不是幾個全新的接入技術，而是將現有的無線接入技術（即3G、4G、wlan）與新型的無線接入技術進行整合，通過集成多種技術來滿足不同需求，是一個真正意義上的網絡融合。并且，經過融合后的5G可以繼續延續使用原3G、4G的基礎設施資源，不會對原3G、4G用戶造成任何通訊問題，為用戶提供一個統一的、高效的通信解決方案，來實現與之共存。從而有效保障用戶能夠享受高質量、高水平的通信體驗。

（二）IMT-2020技術提升

5G網絡是由現有的4G網絡技術上的一次提升，彌補了原有4G技術的不足，在數據傳輸速率、連接數量、時延、移動性、能耗等方面進一步提升了4G系統性能。原4G技術的可變帶寬OFDMA是從1.25到20MHZ，現將它提升到3300-3600MHZ或者是更高的4800-5000MHZ工作頻段的5G，那么頻率顯著上升，時延進一步縮短，數據傳輸速率變得更快。從另一層面來看，我國也正采取與多國積極有效合作，其中，在大規模天線、超密集組網等在IMT-2020核心技術上已取得了重大突破；重點開展模擬5G典型場景試驗，并順利完成第一階段的測試工作，為第二階段有效推進奠定良好的基礎。

（三）IMT-2020技術優越性

首先，兩者都能體現對移動互聯網和物聯網的支持。而從IMT-2020關鍵性能來看，它與LTE技術相比，能在用戶體驗速率上達到1Gbps，對連接數密度更能夠達到1百萬每平方千米的接入，并且是以端到端方式的毫秒級時延，有效降低BS與GW共用內容/業務緩存。其次，借助簡單的層次結構成功實現網絡架構的完全分布，獲取高效的無線資源管理權限，成功實現GW-GW之間的無縫切換。最后，多種無線接入技術的引用和運用，能良好滿足用戶的不同業務需求。

二、IMT-2020關鍵技術

（一）F-OFDM技術

采用F-OFDM技術更能提高頻譜利用率，對抗衰落能力方面更強，比LTE系統高三倍甚至更高。F-OFDM的前身是OFDM技術，即正交頻分復用，它是MCM多載波調制的一種，主要是將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行低速子數據流，在每個子信道上進行傳輸。而F-OFDM是濾波正交頻分復用，能為不同業務提供不同的子載波帶寬和CP配置，以滿足不同業務的時頻資源需求。另一方面，它通過優化濾波器的設計，將OFDM載波帶寬劃分成多個不同參數的子帶，并對子帶進行濾波，而在子帶間盡量留出較少的隔離頻帶，這樣可以將整個頻段按照未來不同種類的業務精細分割，在實現空口物理層切片后兼容LTE系統，滿足5G的發展需求。

（二）極化碼技術

所謂極化碼就是一個能達到香農極限信道容量的特殊碼系，是一種新型的編碼方式，其可以實現對稱的二進制輸入離散無記憶信道和二進制擦除信道的容量代碼。針對短碼長和長碼長的兩種場景，并在相同信道條件下，可以獲得0.3至0.6dbd 誤包率性能增益。

（三）SCMA技術

SCMA是稀疏碼多址接入的方式，是一種非正交多址技術。其技術的實現是以低密度擴頻方式和高維調制的方式構成的新技術。為何需要引用低密度擴頻，是因為需要把單個子載波的用戶數據擴頻到4個子載波上，由6個用戶共享這4個子載波，每個用戶只占用其中的2個子載波，另外2個子載波是空的。但是，只有4個子載波卻有6個用戶，那么這6個用戶之間必定會不嚴格正交，單一子載波里會有3個用戶出現數據沖突，而這時候就需要引用高維調制方式的技術，通過高維調制技術，調制相位和幅度，最終能增強對多用戶解調和抗干擾性能。

三、結語

IMT-2020新型技術的開發，能極大的改善人們日常生活，為人類提供更順暢、快捷的通信體驗，更為人類社會的高速發展提供了技術支持。同時，它也是通信行業內的一項朝陽產業，所以未來的我們就需要更加開放思維，用開放創新的思維理念與全球各國加強合作，以此整合全球資源，那么5G通信網絡將會是空前繁榮的新時代。

參考文獻：

[1]月球，王曉周，楊小樂. 5G網絡新技術及核心網架構探討[J]，現代電信科技，2014（12）.

[2]郜中飛.地鐵通信傳輸系統的分析[J].信息通信，2014（10）.endprint