5G無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

吳比特 傅力健

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1674-1145（2020）02-132-01

摘 要 現(xiàn)如今，我國(guó)是科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的新時(shí)期，信息化時(shí)代在我國(guó)已經(jīng)來(lái)臨，通訊技術(shù)的完備與否涉及人們生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，而

5G技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用必將成為未來(lái)通信技術(shù)的重中之重。但是就現(xiàn)階段而言，5G技術(shù)的研發(fā)尚在萌發(fā)期，相應(yīng)的技術(shù)成果并未明朗，各種技術(shù)環(huán)節(jié)的需要進(jìn)一步的調(diào)整和細(xì)化，從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)的成熟和穩(wěn)定，加速5G時(shí)代的到來(lái)。那么，本文就對(duì)當(dāng)下5G無(wú)線(xiàn)通訊系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析和研究，闡明5G技術(shù)的關(guān)鍵所在。

關(guān)鍵詞 5G通訊無(wú)線(xiàn)系統(tǒng) 關(guān)鍵技術(shù) 大規(guī)模MIMO 技術(shù)

隨著科技的不斷發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活方式發(fā)生了很大的變化。而通信技術(shù)的不斷升級(jí)，讓人們的生活更加的便利，出行更加的方便。2020年之后人類(lèi)社會(huì)將全面邁入5G通信時(shí)代，這種技術(shù)是一種融合了多種高科技的新技術(shù)，未來(lái)也將滿(mǎn)足更多的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求，并且進(jìn)一步提升用戶(hù)的使用體驗(yàn)。隨著傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楫悩?gòu)蜂窩，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸能力將變得更加強(qiáng)大，這也就為5G的各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和成熟創(chuàng)造了良好的市場(chǎng)環(huán)境。

一、5G無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的含義

5G通信已成為科技發(fā)展的重心，根據(jù)近幾年的新聞報(bào)道和重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容來(lái)看，目前的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)代表著國(guó)家的科技發(fā)展新型力量，根據(jù)調(diào)查顯示，只有一部分的國(guó)家享有5G通信技術(shù)，該技術(shù)并不能在短時(shí)間內(nèi)得到廣泛的普及。

二、5G無(wú)線(xiàn)通訊系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）大規(guī)模MIMO技術(shù)

據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)論和實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，在通訊領(lǐng)域中提升頻譜效率的唯一手段便是應(yīng)用多天線(xiàn)技術(shù)，這也是多天線(xiàn)技術(shù)普及應(yīng)用的原因所在。而5G通訊技術(shù)中同樣會(huì)應(yīng)用多天線(xiàn)技術(shù)，增加MIMO信道通訊數(shù)量，實(shí)現(xiàn)多客戶(hù)同時(shí)在線(xiàn)溝通，并保證通訊質(zhì)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無(wú)視通訊環(huán)境的高強(qiáng)度工作機(jī)能。但大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的應(yīng)用也并非無(wú)懈可擊，其劣勢(shì)也極為明顯，一旦應(yīng)用于單個(gè)系統(tǒng)，多天線(xiàn)技術(shù)就會(huì)對(duì)系統(tǒng)空間進(jìn)行瘋狂的擠壓和摧毀，使系統(tǒng)的工作機(jī)能全部喪失，最后進(jìn)入癱瘓狀態(tài)。因此，在應(yīng)用大規(guī)模MIMO技術(shù)時(shí)，相關(guān)研發(fā)人員還需要進(jìn)一步的完善和開(kāi)發(fā)，提升系統(tǒng)的適用性。

（二）綠色通信技術(shù)

最近幾年來(lái)，通信產(chǎn)生的能量消耗引起了全球的通信技術(shù)的研究人員關(guān)注，同時(shí)也給全球的通信技術(shù)的持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。一句有關(guān)調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，通信技術(shù)產(chǎn)生的能量消耗大約占全球能量消耗的百分之3，并且每年都以百分之20左右的增速在持續(xù)增長(zhǎng)。隨著4G網(wǎng)絡(luò)的普及，信息傳遞過(guò)程中消耗的能量也持續(xù)增高，所以5G技術(shù)發(fā)展的同時(shí)也要考慮到能源的合理利用這一塊。當(dāng)前，很多的研究團(tuán)隊(duì)都在研究企業(yè)的綠色通信技術(shù)，這種綠色的通信技術(shù)模塊主要就是通過(guò)減少既有系統(tǒng)的能源消耗來(lái)進(jìn)行的，也就是在不同的場(chǎng)景要有不同的容量選擇模式，這種選擇的模式要科學(xué)有效，既要保證高峰期時(shí)期數(shù)據(jù)的迅速傳輸，也要保證低峰期時(shí)減少功率的發(fā)射帶寬，進(jìn)而節(jié)約能源。

（三）自組織技術(shù)

傳統(tǒng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)主要依靠人力運(yùn)作方式，管理者需要對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，需要耗費(fèi)許多人力資源、物力資源，加大移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信成本。據(jù)相關(guān)資料，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)運(yùn)行成本基本占據(jù)總成本的百分之七十，因此必須對(duì)成本進(jìn)行壓縮，實(shí)現(xiàn)成本效益的最大化。在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)擴(kuò)展，傳統(tǒng)人力運(yùn)作方式并不適用，需要發(fā)揮系統(tǒng)的自組織功能，取代人力運(yùn)作方式，降低運(yùn)行成本。自組織技術(shù)助力了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的智能運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了5G無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的自主配置、自動(dòng)愈合等。無(wú)論是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃還是網(wǎng)絡(luò)部署，5G無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)運(yùn)行，削弱了外部環(huán)境的不利影響。5G無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管理難度偏大，需要依靠自組織技術(shù)形成方案：第一，需要分析網(wǎng)絡(luò)需求，并制定需求方案。第二，需要測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的自組織能力，對(duì)系統(tǒng)查漏補(bǔ)缺。第三，需要執(zhí)行方案，不斷改進(jìn)5G無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。

（四）低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（LPWA）

mMTC是5G的一大場(chǎng)景，5G的目標(biāo)是萬(wàn)物互聯(lián)，考慮未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，LPWA（低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)在5G時(shí)代至關(guān)重要。一些LPWA（低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)正在廣泛部署，比如LTE- M（也稱(chēng)為CAT- M1）、NB- IoT（CAT- NB1）、Lora、Sigfox等，功耗低、覆蓋廣、成本低和連接數(shù)量大，是這些技術(shù)共有的特點(diǎn)，但這些技術(shù)特點(diǎn)之間本身是相互矛盾的：一方面，我們通過(guò)降低功耗的辦法，比如讓物聯(lián)網(wǎng)終端發(fā)送完數(shù)據(jù)后就進(jìn)入休眠狀態(tài)，比如縮小覆蓋范圍，來(lái)延長(zhǎng)電池壽命（通常幾年到10年）；另一方面，我們又不得不增加每bit的傳輸功率和降低數(shù)據(jù)速率來(lái)增強(qiáng)覆蓋范圍，因此，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景權(quán)衡利弊，在這些矛盾中尋求最佳的平衡點(diǎn)，是LPWA技術(shù)的長(zhǎng)期課題。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著無(wú)線(xiàn)電通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，人們對(duì)于新興多媒體終端的需求更加廣泛，而信息通信技術(shù)發(fā)展所帶來(lái)的的問(wèn)題也會(huì)凸顯，其中最主要的就是能源消耗問(wèn)題。所以5G信息傳輸技術(shù)在發(fā)展的同時(shí)，也在面臨著很多的挑戰(zhàn)，綠色可持續(xù)的發(fā)展就是其中一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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