淺談面向5G的無線通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

劉秀娟

摘要： 工業(yè)化和信息化以及互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，從而增加了行業(yè)之間的整合需求。通過產(chǎn)業(yè)的整合可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域各部門之間的實(shí)時數(shù)據(jù)交換，從而基本確立了工業(yè)智能的應(yīng)用和新商業(yè)模式的建立。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2020年，預(yù)計(jì)2020年中國保護(hù)市場可達(dá)到300億元，前景非常廣闊。所以，需要對5G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞： 5G無線通信;系統(tǒng);關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號： TN929.5?? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A?? ?文章編號： 1672-9129（2018）09-0090-01

Abstract： ?The combination of industrialization， informatization and Internet is the basis of intelligent manufacturing， which increases the integration demand between industries. Through industrial integration， real-time data exchange between various departments in the industrial field can be achieved， thus basically establishing the application of industrial intelligence and the establishment of a new business model. According to statistics， by 2020， China's protection market in 2020 is expected to reach 30 billion yuan， and the prospect is very broad. Therefore， we need to analyze the key technologies of 5G wireless communication system.

Key words： ??5G wireless communication;system;key technology

目前，在我國無線通信系統(tǒng)快速發(fā)展的形勢下，無線通信系統(tǒng)也影響著人們的生活和日常工作。中國已進(jìn)入現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)信息系統(tǒng)的時代，通過不斷的創(chuàng)新、完善5G無線通信技術(shù)，不但能夠促進(jìn)無線通信與人們生活相聯(lián)系，而且可以為人們的生活水平提供更加便利的服務(wù)質(zhì)量。

1 無線通信系統(tǒng)演變過程

無線通信系統(tǒng)是基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，并且在前端，后端和廣域之間提供無線IP連接。一般而言，GPRS是一種高速數(shù)據(jù)處理技術(shù)，也是以無線分組的形式把資料傳送到客戶的手上。盡管GPRS是現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)向第三代移動通信發(fā)展的過渡技術(shù)，但它在諸多方面具備明顯的優(yōu)勢?？梢哉f無線通信系統(tǒng)的發(fā)展過程是從1G→2G→3G→4G直到5G的大規(guī)模測試和部署。由于5G無線通信系統(tǒng)傳輸速率高，覆蓋范圍廣，最快還有一年多的時間，人們就能享受到5G無線通信系統(tǒng)帶來的新體驗(yàn)。無線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)已經(jīng)歷了五次技術(shù)更新。在無線通信系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展和演進(jìn)是提高性能和速率的關(guān)鍵因素，同時，隨著無線通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的能耗也在不斷提高，這也促使無線通信系統(tǒng)技術(shù)不斷向綠色通信系統(tǒng)的方向發(fā)展。

2 基于面向5G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1綠色通信技術(shù)分析。目前，由于信息技術(shù)的不斷普及，通信技術(shù)被廣泛應(yīng)用于文化、政治、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、國防等各個領(lǐng)域，滿足了當(dāng)今時代的需要。然而，在實(shí)際應(yīng)用過程中，通信能量的消耗始終是當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用的缺點(diǎn)，并受到人們的高度重視。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，目前世界信息和通信技術(shù)所消耗的能源占全球能源消耗的三分之一，且這一數(shù)字逐年增長。因此，員工的首要任務(wù)是如何有效降低能源的消耗，需要通過不斷創(chuàng)新研究，實(shí)現(xiàn)綠色通信的理念，實(shí)現(xiàn)零能耗通信。不斷完善5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠從根本上改變目前的現(xiàn)狀，降低能源的消耗，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的理念。例如，工作人員目前研究的高頻譜效率、高能源效率以及低能耗三者之間的優(yōu)化，能夠有效地促進(jìn)平衡系統(tǒng)，降低能源的消耗，從而實(shí)現(xiàn)自我的提升，優(yōu)化資源配置。

2.2異構(gòu)無線通訊技術(shù)。在當(dāng)今社會中，隨著集成電路技術(shù)的不斷完善，進(jìn)一步提高了通信系統(tǒng)和終端功能，通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相互聯(lián)系，各種無線接入方式逐漸趨于穩(wěn)定和普及。長期存在的4G通信技術(shù)增加了各種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或覆蓋區(qū)域的選擇，包括大區(qū)社區(qū)，微社區(qū)和Wi-Fi接入點(diǎn)和其他智能網(wǎng)絡(luò)。基于信干燥比或者接收信號強(qiáng)度的接入節(jié)點(diǎn)的選取無法達(dá)到異構(gòu)通信網(wǎng)路的需要。為了實(shí)現(xiàn)負(fù)載的轉(zhuǎn)移，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量并補(bǔ)償由宏基站引起的黑洞，有必要在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中引入各種接入節(jié)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)接入節(jié)點(diǎn)的效果，務(wù)必要引進(jìn)新型的接收節(jié)點(diǎn)選取機(jī)制。例如，引入覆蓋擴(kuò)展機(jī)制，用戶節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收的低功率接入節(jié)點(diǎn)的信號強(qiáng)度添加一定的偏移值，并糾正一些選取的節(jié)點(diǎn)。因此，引進(jìn)正確的機(jī)制能夠更好地達(dá)到轉(zhuǎn)嫁、平衡負(fù)荷的目的。

2.3大規(guī)模MIMO通訊技術(shù)。在大多數(shù)情況下，我國將大范疇的MIMO技術(shù)稱之為多天線技術(shù)，目前，這項(xiàng)技術(shù)體現(xiàn)在大多數(shù)無線通信技術(shù)中。從數(shù)據(jù)的角度來看，只要通信系統(tǒng)中的天線使用頻率更高，將進(jìn)一步提高該技術(shù)的速率、性能以及可靠性。但是，為了確保MIMO技術(shù)可以用于各個領(lǐng)域，有必要確?；居凶銐虻奶炀€，并且天線的成本要控制在較低的范圍內(nèi)。因此，即使基站中有很多天線，也不會超過企業(yè)的預(yù)算。此外，基站中的天線還有另一個優(yōu)勢，能夠更好地提高企業(yè)空間開拓的維度，這樣不但可以提高5G通信的性能，還可以提高企業(yè)的創(chuàng)新能力。通過分析各種數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，5G通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下：第一，隨著天線數(shù)量的增加，用戶之間的通信路徑顯示出正交特性，也就是說，用戶之間的信息滋擾被迅速消除;第二，隨著基站天線數(shù)量的緩慢增加，信道迅速衰落，熱噪聲得到有效均衡，使用戶能夠縮短接收信息的時間;第三，利用多個天線，可以在更窄的空間范圍內(nèi)聚焦束能量，進(jìn)一步提高空間分辨率;第四，通過使用大量的天線，可以快速增加電流，從而減少能量消耗，并使系統(tǒng)的整體性能提高多個數(shù)量級。

3 結(jié)語

隨著中國社會經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展，在通信領(lǐng)域我國與國外的差距也在慢慢縮小。未來，我國必定會引領(lǐng)5G通信系統(tǒng)的發(fā)展，更好地同步和交流通信信息。在當(dāng)前形勢下，相關(guān)工作人員務(wù)必要對5G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行充分的了解，并努力學(xué)習(xí)國內(nèi)外在5G通信方面的先進(jìn)內(nèi)容。這樣5G無線通信系統(tǒng)才可以在中國得到更好地發(fā)展，構(gòu)建出更加便捷和智能的通信網(wǎng)絡(luò)。

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