淺析5G通信傳輸的發展與核心技術

周云帆

摘 要 近些年來，通信傳輸的發展十分迅猛，當前主流為4G通信傳輸，而5G通信的概念已經被提出，它將成為移動通信系統的一個新興發展趨勢。當前，5G通信傳輸技術并不成熟，仍舊出于開發和研究的階段。首先，文章對5G通信傳輸的未來發展趨勢進行分析，又對主要特點進行簡單的介紹，然后重點對5G通信傳輸中的超密集異構網絡技術、大規模mimo 技術和全雙工技術進行重點分析介紹。

關鍵詞 5G移動通信；發展趨勢；核心技術

5G通信傳輸，又被稱為第五代移動通信系統，它具有低功耗和高頻譜利用等等優點，相比于4G技術來說，它在利用資源、用戶體驗、傳輸速度和無線的覆蓋率等許多方面都有明顯的進步。

1 通信傳輸發展趨勢

現在移動互聯網正在蓬勃發展中，而這也有效的驅動了5G通信傳輸。對于未來的各個新興行業來說，移動互聯網都可作為基礎性服務平臺，固網業務正源源不斷的通過無線被傳遞給用戶。而若要進行云計算或者對后臺服務產生更多的應用，則對5G通信傳輸系統的系統容量以及傳輸的質量有著更加嚴格的要求。

5G通信傳輸，它希望通過與別的無線通信更加緊湊的連接和交互，從而促進它們的蓬勃發展，并為之產生強大的發展動力。據估計，在當前業界，移動網絡（包括5G通信傳輸）的業務能力將在以下三個維度中得到同時提升：首先，在4G的基礎上，通過引進全新的無限傳導技術，將其資源利用率提升十倍或者以上；第二，通過更深層次的智能能力以及全新系統結構使得系統的吞吐率提升大約25倍；最后，在開發新型頻率資源（比如可見光、毫米波和高頻段等等）的過程中，其頻率資源將會被擴展大約四倍[1]。

2 5G通信傳輸具有如下特點：

（1）5G通信傳輸將會著重推動技術的變革，與此同時也會更加重視傳輸延時、用戶體驗、網絡吞吐速率和對于新興的移動業務的支撐，而這些都將作為關鍵性指標用來衡量5G通信傳輸的性能。

（2）不同于以往的移動系統觀念，5G通信傳輸系統的研究不僅以一些經典技術為可信，并以多用戶、多小區寫作組網、多點，多天線為重點進行突破，全力追求系統性能的提升。

（3）在5G通信傳輸的應用中，室內的移動業務已經占領了半壁江山。為了優化系統，5G室內無線業務的發展將會摒棄原先的理念，開發新理念，做出一定程度的創新。

（4）在更大程度和裕度上將高頻段的頻譜資源投放在5G通信傳輸系統運行中。不過高頻段無線電波的穿透性仍然會對其產生制約，因此將有線無線相融合、光載無線組網技術將能更普遍的被運用。

（5）將來的一個重點研究對象就算可“軟”配置的5G無線網絡，通過實時監測和控制業務流量的變化情況，運營商可以隨時對網絡資源做出調整，從而能夠降低對能源的消耗和網絡運營上的開銷[2]。

3 5G無線通信通信系統的關鍵技術

3.1 超密集異構網絡技術

雖然說超密集異構網絡技術在5G通信傳輸中擁有很大發展空間和進步的余地，但是仍然有些缺點，主要可以體現為：一，各個節點排列得相對緊密，因此它們之間的距離就非常的有限，這樣使得系統內出現以下問題：由于同種類別的無線接入所造成的同頻干擾，以及不同種類別的無線接入所造成的分層干擾。而為了解決上述問題，將需要對5G通信傳輸進行更深入的探究。二，大量系統內部存在的用戶所部署的節點導致了干擾圖樣和拓撲結構出現較大范圍內的動態變化。綜上所述，我們要強化相關方面的技術研究來應對這些出現的問題。

3.2 大規模mimo技術

（1）技術分析。大規模mimo技術的優勢十分明顯，主要從以下幾個方面進行闡述：①大規模mimo允許很多個用戶在基站平臺上同時實現同以頻率資源的通信，因為它具有更強的分辨率，并且可以深入的挖掘空間維度資源，從而可以在基站的數量較小的情況下實現高頻譜的信息傳輸。②由于大規模mimo具有集中波束的功能，因此它在抗干擾方面的表現極為突出。③大規模mimo可以很大程度上提高發射的效率、降低發射的功率。

（2）我國的研究和應用現狀。對于大規模mimo 技術，我國國內主要研究的是其信道容量、傳輸技術還有信道模等方面的問題，相對來說，在實測模型和理論模型方面的研究寥寥無幾。至今還沒有出現被大眾所承認的信道模型。通常采用ttd系統來進行傳輸，而由于基站的數量多于用戶數量，用戶數和導頻數以線性的方式進行增長。除此之外，我們還采用異常復雜的運算方法（比如矩陣運算）來對信號進行編碼和檢測。為了進一步充分的發掘mimo技術的潛在優勢，我們應當結合實際情況對信道模型進行深入的分析，并且在無線傳輸方法、合理資源配置以及頻譜效率這些方面進行更深入的研究。

3.3 全雙工技術

全雙工技術是一種新型的通信技術，它能夠對信息進行同時刻、同頻率傳輸。在信息傳遞的過程中，對于傳輸終端和接收終端，無線網絡系統的都存在著某種固有的信號自干擾。在現有的通信系統中，是無法實現雙向傳輸和同時傳輸共同進行的。而通過實現信息傳輸的多頻率化，全雙工計劃可以大幅度的提升頻率的利用率，進而在一定程度上改善現有通信系統中的技術現狀。因此，全雙工計劃是當前無線技術中研究的重點。在5G通信傳輸中，全雙工計劃可以對無線頻譜資源進行充分的利用和發掘。在5G通信傳輸發展的過程中也遇到了一些比較難以解決的瓶頸問題，比如說，發射信號和接收信號的兩個終端之間始終有大幅度的頻率差別，因此而產生的自干擾現場非常眼中，在對于5G通信傳輸的進一步發展產生了莫大的阻撓。所以，通過互相抵消的方法，把全雙工技術有效的應用在5G通信傳輸系統中，就能使得信號自干擾的問題得到合理解決。通過消除模擬端之間的相互干擾或是將干擾信號的數字端部分消除，并在此基礎上把它們合理的結合起來，則能夠有效解決或者緩解所謂的自干擾。

4 結束語

在現存的無線網絡和無線接入技術的基礎上加以開發和研究，便建立了全新的5G通信傳輸系統，而若是將之進一步發展，則能夠極大程度上對移動業務的應用領域以及范圍進行拓展。

參考文獻

[1] 石炯.5G移動通信及其關鍵技術發展研究[J].石家莊學院學報，2015，17（06）：13-15.

[2] 尤肖虎，潘志文，高西奇，等.5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術[J].中國科學：信息科學，2014，44（5）：551-563.