面向5G 通信的射頻關(guān)鍵技術(shù)研究

胡曉飛

（三維通信股份有限公司，杭州 310053）

1 引言

在目前移動(dòng)通信技術(shù)在快速發(fā)展和變革的過程中也正在推進(jìn)移動(dòng)通信質(zhì)量的提高，并且使得移動(dòng)通信系統(tǒng)也呈現(xiàn)出功能多樣化的特點(diǎn)。目前的移動(dòng)通信技術(shù)中已經(jīng)普及了4G 通信技術(shù)的應(yīng)用，而且與之前的3G 以及2G 通信技術(shù)相比，其表現(xiàn)出穩(wěn)定的通信質(zhì)量以及更快的通信傳輸速度等優(yōu)勢(shì)。而隨著我國(guó)的華為公司在3GPPRAN1#87會(huì)議上將5G 標(biāo)準(zhǔn)制定權(quán)拿下，推動(dòng)了我國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)向更高層次的發(fā)展，使得我國(guó)的5G 通信技術(shù)也成為引領(lǐng)世界的關(guān)鍵技術(shù)。

2 5G 通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 大規(guī)模MIMO 技術(shù)

此技術(shù)就是在移動(dòng)通信系統(tǒng)中通過列陣的方式來對(duì)其中的數(shù)量較多天線進(jìn)行布置的技術(shù)，通過此種列陣天線的方式可以傳遞信號(hào)，而且可以提高系統(tǒng)空間的利用效率，大幅度提高了射頻效率以及移動(dòng)通信系統(tǒng)的可靠性。針對(duì)傳統(tǒng)的時(shí)域和頻域維度的通信域來說，通過大規(guī)模MIMO 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)空域維度的大幅度提高。

2.2 同頻全雙工通信技術(shù)

此技術(shù)是一種可以顯著提高頻譜效率的技術(shù)，也是近年來開展5G 通信技術(shù)研究中的研究重點(diǎn)和熱電。其主要的特點(diǎn)就是可以實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)物力信道上對(duì)兩個(gè)方向信號(hào)進(jìn)行傳輸。

2.3 毫米波頻段技術(shù)

目前移動(dòng)通信系統(tǒng)以及技術(shù)的先進(jìn)性主要取決于頻譜資源的數(shù)量，尤其是在目前5G 通信技術(shù)的發(fā)展和研究過程中，隨著此系統(tǒng)更加先進(jìn)，其所需要的頻譜資源也在不斷增加。了對(duì)上述巨大的頻譜資源進(jìn)行保證，通過此技術(shù)中所具有的較小的元件尺寸、較高的傳輸質(zhì)量、較寬的帶寬、較強(qiáng)的探測(cè)能力、較窄的波束以及較高的安全保密性等優(yōu)點(diǎn)可以滿足上述要求。

2.4 終端直通技術(shù)

在5G 通信技術(shù)中應(yīng)用此技術(shù)的主要作用就是可以確保用戶對(duì)基站進(jìn)行避開，也就是無需使用基站就可以對(duì)所需要的通信內(nèi)容進(jìn)行直接尋找。這就會(huì)使得移動(dòng)通信系統(tǒng)更加簡(jiǎn)化，而且也大大降低了基站的工作壓力。

2.5 高密度網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在目前的移動(dòng)通信技術(shù)中，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是目前與人們的生產(chǎn)和生活息息相關(guān)其而比較先進(jìn)的技術(shù)，在目前5G 通信技術(shù)的快速發(fā)展中，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在向多元化、智能化以及綜合化方向發(fā)展，且在5G 通信技術(shù)中的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)流量的大幅度增加。而通過高密度網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則可以滿足此要求。

3 同頻全雙工通信技術(shù)的分析

此技術(shù)作為5G 通信技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，其主要作用就是對(duì)頻譜資源進(jìn)行深入和充分挖掘并向5G 通信進(jìn)行提供。傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中試通過TDD 或者FDD 的方式來進(jìn)行頻譜資源的挖掘，但是在5G 通信技術(shù)的發(fā)展中，需要的頻譜資源在大幅度增加，使得此種方式已經(jīng)無法滿足5G 通信技術(shù)的要求，這就需要對(duì)同頻全雙工通信技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。

而目前的5G 通信技術(shù)與目前普遍應(yīng)用的4G 通信技術(shù)相比，其主要是對(duì)無線通信技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)和完善。雖然4G 通信技術(shù)與之前的3G 和2G 通信技術(shù)相比已經(jīng)有了大幅度的提升，但是在目前人們對(duì)于數(shù)據(jù)信息的獲取需求在暴增的同時(shí)，目前的4G通信技術(shù)尤其是無線通信系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足此要求。而為了實(shí)現(xiàn)對(duì)更多的頻譜資源進(jìn)行挖掘來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度的大幅度提升，就需要通過同頻全雙工通信技術(shù)來滿足上述要求。

這主要是由于此種技術(shù)可以同時(shí)在相同的時(shí)間和頻率之下進(jìn)行無線信號(hào)的接收和發(fā)射，實(shí)現(xiàn)對(duì)無線頻譜資源的充分利用以及通信速度的提升。但是在目前的5G 通信技術(shù)中對(duì)此技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)也表現(xiàn)出一定的問題，主要是由于此技術(shù)在應(yīng)用中會(huì)受到干擾問題而無法充分發(fā)揮其功能的問題。

4 毫米波頻段通信技術(shù)的分析

此技術(shù)與上述技術(shù)同樣是5G 通信技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。這主要是由于在目前5G 通信技術(shù)在重點(diǎn)研發(fā)無線通信技術(shù)的同時(shí)，其對(duì)頻譜資源更大的容量提出更高要求的同時(shí)，也對(duì)較高的傳輸速率提出了同樣的高要求。這主要是由于在目前普遍應(yīng)用的4G 通信技術(shù)中，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)堵塞的問題，也就是說目前的技術(shù)無法滿足5G 通信技術(shù)的要求。而通過此技術(shù)則可以向同頻全雙工通信技術(shù)所挖鋸的巨大的頻率資源來向無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速傳輸和提供，滿足5G 移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)于無線通信技術(shù)中傳輸速率和效率的要求。這也使得此技術(shù)成為目前5G 移動(dòng)通信技術(shù)中的研究重點(diǎn)之一。而且在目前對(duì)此技術(shù)的研究中也取得了一定的成果，實(shí)現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)的更高速度的傳輸。但是在對(duì)此技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)需要一個(gè)發(fā)射前端的應(yīng)用，這就需要在研究此技術(shù)的同時(shí)，重點(diǎn)做好對(duì)此發(fā)射前端的研究和設(shè)計(jì)，通過二者的結(jié)合來大大提高頻率的利用效率。

5 結(jié)束語

綜上，5G 通信技術(shù)具有較高的性能、更為安全的性能以及較低的傳輸延時(shí)、較快的傳輸速度等優(yōu)勢(shì)。但是在5G 移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)揮其功能和先進(jìn)性的同時(shí)，也與其中所應(yīng)用的大規(guī)模MIMO 技術(shù)、同頻全雙工通信技術(shù)、毫米波頻段技術(shù)以及終端直通技術(shù)和高密網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等分不開，尤其是其中的同頻全雙工通信技術(shù)和毫米波頻段技術(shù)，更是對(duì)巨大頻率資源的挖掘和利用，以及提高5G 移動(dòng)通信技術(shù)水平發(fā)揮著重要作用。