探究5G 通信大規(guī)模天線無線傳輸技術

李丹

（黑龍江農墾墾通信息通信有限公司，黑龍江 哈爾濱150080）

隨著通信事業(yè)蒸蒸日上，5G 網絡通信相繼問世。和原來的4G 相比，5G 通信為了更好的發(fā)展，需要不斷提升通信傳輸質量、效率與安全，另外，還應不斷提升頻譜效率，降低原有的能量消耗，從而讓移動通信更加高效、安全。為了實現這一目標，一定要擴大對大規(guī)模天線無線通信技術的應用。

1 5G 移動通信網絡中大規(guī)模天線的應用

第五代移動通信系統(tǒng)，相比于第四代移動通信系統(tǒng)，就技術方面而言，其空間容量、網絡傳輸速率、頻譜速率、連接速度等方面都得到了較大的提升，從目前5G 發(fā)展來看，其峰值速率已經接近10G，這一數據超過4G 的10 倍，隨著5G 移動通信技術的發(fā)展、大數據的合理化應用，將會全面推動通訊產業(yè)發(fā)展，從而為社會發(fā)展帶來新的機遇。

Massive MIMO 作為一種新的波束賦形技術，基站端口包含多個天線，能夠實現對不同天線發(fā)射位置的自動調控，便于在手機接收位置產生疊加的電磁波，最終不斷提升信號接收強度。5G 大規(guī)模天線技術利用自身的優(yōu)勢，對4G 通信網絡進行了更新，使網絡無線傳輸技術得到了優(yōu)化，提高了原有的網絡通信效率、網絡頻譜級別，逐漸朝著綠色網絡目標方向前進。借助大規(guī)模天線技術與有限的空間資源，使得原有的頻譜效率得到了進一步提升。在5G 通信時代發(fā)展的當下，人們對網絡傳輸速率與空間域拓展方面的要求越來越高。因此，有必要對大規(guī)模天線技術展開詳細探究。

2 大規(guī)模天線系統(tǒng)獲取信道信息

在大規(guī)模天線基站中，隨著用戶與天線數量的增加，信息獲取變得越來越難。在信息獲取期間，導頻開銷控制十分重要。若高頻開銷比用戶數多，就會對系統(tǒng)中的信息獲取產（轉下頁）生影響，因此人們應合理應用導頻資源，通過不斷降低導頻開銷來獲得更加精準的信息。另外，雙工系統(tǒng)中，空中信道足以符合使用需求，但由于系統(tǒng)還會受到其他因素的影響，因此有必要對其進行合理化校準，具體而言互異性校準主要為：第一，硬件電路校準。在此校準階段應該和天線系統(tǒng)中的發(fā)送與接收電路連接起來，然后構成回路，并進行校準。第二，空間信號校準。在此期間只需要接受校準信號，然后計算相應的校準系數即可。利用上述兩種方法進行信號校準，有助于獲取相關信息。

3 大規(guī)模天線系統(tǒng)資源劃分

大規(guī)模天線系統(tǒng)中，為了提升對資源的利用效率，需要合理優(yōu)化系統(tǒng)資源，這對無線資源管理也提出了新的要求。為了全面發(fā)揮系統(tǒng)效用，應該在方案設計中對資源進行合理分配。下面文章將對這一系統(tǒng)中的MIMO 技術資源分配展開詳細分析。

MIMO 相對復雜，使用統(tǒng)計空分復用法可以改變這一現狀，但是在具體應用期間常會受到用戶分簇方面的干擾。將最大化與容量作為主要目標，利用統(tǒng)計信道信息，與貪婪算法進行用戶分簇，可以將原來相似的信道用戶集中分配到同一個簇中。分簇法在實際使用期間受到自身特性的影響，其會對用戶產生一定影響，最終對傳輸性能產生影響。因此，應將弦距離當做分簇度量，同時給出最佳的算法，從而實現對資源的合理劃分。

在對無線系統(tǒng)中的資源進行合理分配期間，人們通過對其進行深入研究，找到了其中的研究熱點，近年來雖然獲得了一定成就，但就降低復雜度而言，仍存在許多問題值得人們詳細研究。

4 大規(guī)模天線無線傳輸

5G 通信系統(tǒng)中頻譜效率十分重要，其源自于基礎5G 中的基礎頻率，再者，其對5G 通信系統(tǒng)穩(wěn)定傳遞信息也有重要作用。頻譜效率較低時，5G 系統(tǒng)頻率波動較大，進而會影響5G 網絡中的信號接收，因此使得5G 網絡穩(wěn)定性較差。5G 網絡和4G網絡相比更加安全、穩(wěn)定、高效，所以5G 通信信號應保持穩(wěn)定，為了實現這一目標，需要其不斷提升頻譜效率質量。分析評估5G 通信系統(tǒng)性能的信道容量分析，主要是以MIMO 多天線技術為基礎，且常用在大規(guī)模天線無線系統(tǒng)中。但是，因為這一系統(tǒng)自身較為復雜，因此信道容量分析起來更加困難，這也使得5G通信頻譜效率質量越來越難以控制。（1）受到大規(guī)模天線系統(tǒng)自身的影響，其中的天線數量較多，這就在無形中增加了獲取新信息的難度。所以，只有通過信道估計來完成，另外，還要充分融入路徑、天線損耗等因素，使用MIMO 頻譜效率來對基站中的天線與接收機數量關系進行分析。（2）大規(guī)模天線系統(tǒng)的存在會影響蜂窩移動通信網絡。蜂窩移動通信網絡的容量較小，但在評估具體容量期間，還應結合大規(guī)模天線系統(tǒng)中的用戶與基站節(jié)點分布，從而為后續(xù)系統(tǒng)設計帶來一定幫助。所以，就理論上分析看，信道容量分析在大規(guī)模天線無線傳輸中十分重要。唯有確保信道容量分析的科學合理，才能保證無線通信系統(tǒng)處在良好的狀態(tài)下，最終為5G 網絡傳輸提供充分保障，從而為人們提供優(yōu)質的網絡通信服務。

5 5G 通信大規(guī)模天線無線傳輸技術

在5G 通信大規(guī)模天線無線傳輸中，獲取新到信息十分關鍵，因此一定要確保信道估計技術被合理化應用。再者，導頻污染也會影響信道估計精準性，所以導頻設計是保證信道估計精準，頻譜效率平穩(wěn)，促使信道穩(wěn)定傳輸的又一重要技術。

5.1 利用導頻技術提升信號穩(wěn)定性

影響無線通信系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要技術為移動通信技術中的參考信號設計，即人們常說的導頻設計技術。從目前這一技術的實際應用情況看，并對原有的4G 技術進行觀察發(fā)現，參考信號主要有兩部分組成，即獲取數據與調節(jié)數據兩方面的參考信號，二者作用各不相同。其中獲取數據參考信號主要作用為測試信號質量與獲得信道信號，而調節(jié)數據作用主要是利用預編碼進行導頻。在調節(jié)數據的幫助下，導頻設計技術相繼出現。在5G 移動通信技術下，導頻技術也劃分為正交導頻與非正交導頻兩種，具體而言，正交導頻又可以劃分為正分、時分、碼分，將這些技術融入5G 移動通信中，使得5G 移動通信技術優(yōu)勢更為明顯。在這些技術的融入下，5G 移動通信技術不再容易受到外界信號的干擾，且能有效確保信號穩(wěn)定傳輸。但是這些技術的融入也存在一些缺點，即在這一方面的設計開銷越來越大，不能有效的節(jié)約實際成本，特別是將其應用到大規(guī)模天線無線傳輸中，需要增加的資本投入就更多。國內5G 移動通信技術，存在明顯的大規(guī)模天線無線特點，所以有必要對這一技術進行更新。由此，非正交導頻設計技術問題，這一技術的出現，解決了原有的數據傳輸資源消耗問題，改變了原有的導頻資源花銷現狀。

5.2 利用信道估計技術提升信號處理精度

將信道估計技術應用于5G 移動通信中，可以有效提升信號處理精度。隨著5G 移動通信技術的到來，會帶來大量的數據難題，怎樣在龐大數據中解決數據計算精度問題是當前5G 移動通信面臨的又一難題。由此，信道估計技術隨之到來。5G 移動通信技術在解決計算精度問題期間會受到來自導頻污染的影響，由此會產生一定的計算誤差，進而影響數據的傳輸穩(wěn)定性。而信道估計技術的應用則能有效解決這一問題。在信道估計技術應用期間，其可以與導頻相融，實現多徑分量提取，以此得到最佳的延遲功率分布，這一結果在數據傳輸期間，可以對其進行全面護航，保證計算得到的數據更加穩(wěn)定，并如其達到指定位置，解決導頻污染問題。所以我們說，在5G 大規(guī)模天線無線傳輸中，信道估計技術十分重要，相關人員應充分掌握這一技術，將其合理化應用到5G 通信系統(tǒng)中。

綜上所述，大規(guī)模天線系統(tǒng)作為5G 網絡建設的基礎，為了確保5G 通信大規(guī)模天線系統(tǒng)的順利創(chuàng)建，有必要在其中應用無線傳輸技術，以此保證系統(tǒng)有效平穩(wěn)。此外，信道估計技術與導頻設計技術作為重要的兩種技術，在實際應用中會對5G 通信網絡信號傳輸穩(wěn)定性產生重要影響，為了讓5G 網絡更好的為用戶服務，有必要對上述兩種技術及其應用進行重點研究。