射頻關鍵技術在5G通信中的有效運用

趙小龍，楊 博

（1.中國鐵塔股份有限公司陜西省分公司，陜西 西安 710000；2.陜西通信規劃設計研究院有限公司，陜西 西安 710065）

5G時代的到來，使通信系統的發展水平有了本質性的提升，解決了傳輸速度慢、應用途徑單一等諸多關鍵性問題，而5G通信高效、穩定運營的關鍵則是射頻關鍵技術的應用，為了保障5G通信的高質量、高效率發展，深入探究射頻關鍵技術的有效運用具有重大現實意義。

1 大規模MIMO技術在5G通信中的運用

該技術又被稱為多天線技術，日常生活中WIFI熱點等技術的應用業主要以大規模MIMO技術為核心，而在5G通信中的應用主要發揮保障通信質量的作用。天線數量的增加可以始終保障通信速率、頻譜效率的穩定，作為以高傳輸速率著稱的5G通信，必須配備大量天線，保障對空間維度資源的充分利用；同時，通信系統運行過程中，利用大規模MIMO技術將通信中產生波束集集中在要求范圍內，能夠有效規避信號互相干擾問題，減少了5G通信中影響傳輸速率與頻譜效率的因素[1]。此外，應用該技術增強了5G通信的網絡覆蓋能力與覆蓋容量，并有利于通信企業最大程度的利用頻譜資源。隨著通信技術的發展，未來需要通信系統能夠支持更多元的頻譜資源，但還要實現傳輸速率的提升，而且還要考慮到高峰時段是否會出現頻譜資源擁擠、數組阻塞情況，而這些情況仍然需要大規模MIMO技術作為支持，利用其保障通信系統的覆蓋能力、容量滿足通信系統運行需要[2]。

2 同頻全雙工技術在5G通信中的運用

2.1 同頻全雙工技術在5G通信中運用的主要功能

隨著5G通信技術的發展，射頻關鍵技術也需要不斷進行技術革新，以便為5G通信技術的良好發展、高品質運行提供可靠的技術支持，而同頻全雙工技術作為射頻關鍵技術的重要組成內容，其在5G通信中發揮著不可替代的基礎性作用，目前，雖然5G通信技術發展與運用較為穩定，但還需要深入開發與研究同頻全雙工通信技術的頻譜資源。

傳統通信系統中應用的普通通信技術，主要以FDD、TDD兩種通信技術為主，但這兩項技術存在明顯弊端，其傳輸質量與傳輸效率在一定程度上已經無法滿足5G通信的基本要求，因此，還需加快同頻全雙工技術的探究，以便在5G通信技術的傳輸質量與傳輸效率上取得再次突破。但需要注意的是，通信技術水平雖然處于提升狀態，但社會上通信網絡使用人群基數也在不斷增大，對信號的傳輸效率與傳輸質量要求也不斷提升，而且通信網絡使用頻率的提升，使信息傳輸頻率更加頻繁，不斷提升的同頻全雙工技術將用于解決這一問題，其能夠保障大量用戶高頻使用通信網絡時信號傳輸順暢[3]。

從同頻全雙工技術的具體應用來看，其發揮著同時接受信號與同時發送信號的作用，這與傳統單項傳輸模式有著本質的不同，接受信號與發送信號同時雙頻進行，大大的提升了通信網絡中頻譜利用效率，直接提升5G通信的傳輸效率。但在這一功能實現過程中，也有問題暴露，簡單來講使用同頻全雙工技術后，通信網絡在接受信號時也在發送信號，容易出現頻率自相干擾的情況，影響通信網絡的運行質量，這是目前在5G通信中應用同頻全雙工技術亟需解決的問題，研究人員需要通過采取有效的自抵消方法，將信號接受與發送中產生的干擾消除[4]。現階段，解決這一問題通常采用天線技術或自干擾消除技術，需要根據實際情況選擇技術手段。

2.2 同頻全雙工技術應用中自抵消方法分析

射頻電路運行過程中能夠生成應對同頻全雙工通信技術運行中產生的自干擾信號的相反信號，實現通信網絡內自干擾信號的相互抵消，這項技術被稱為模擬域自干擾消除技術；而通過ADC實時采集同頻全雙工技術收發信號過程中設備接收端的信號，使用數字域消除算法，抵消采樣信號，這項技術被稱為數字域自干擾消除技術，該技術也有另一種實踐方式，將需要抵消的信號通過ADC實時轉入到模擬域當中，通過模擬域自干擾消除技術，抵消射頻調制過程中產生的干擾信號。這兩項項技術從本質上來講都能夠發揮自干擾信號消除的作用，其中數字域的更為靈活，消除自干擾的方式也較為多元，可以從不同方面展開抵消，但實際應用過程中，如果出現自干擾通道或發射通道有其他影響因素存在的情況，數字域自干擾消除技術的應用則會暴露問題，其抵消效果將受到影響因素的干擾。

3 毫米波段技術在5G通信中的運用

毫米波段技術在5G通信中的運用是現階段國內外學者研究的熱點課題，而且三星公司已有了關于該技術的具體實踐，實踐中發現在距離2km范圍內能夠實現數據以1.056Gbps速度的高速傳輸，從而實現5G通信在傳輸速度上的又一次突破。但實際運用中因毫米波段技術缺少設計標準，導致其無法實現大規模、大范圍推廣，也就是說當前實現毫米波段技術在5G通信中的完全有效運用還存在難度。其中需要解決毫米波段通信技術結構設計上的諸多問題，如當前通信系統中使用的毫米頻段天線并不能滿足毫米波段技術運行的實際要求，接頭方式、天線性能都需要進行重新設計；同時，毫米波段技術在使用中其前端位置若想應用無線網絡，結構設計的復雜程度將大大提高；而因毫米波段技術速率高，其頻段波長始終處于小于其他頻段信號的狀態，這將使系統組陣形式發生變化，實際應用中還需要分離中頻子系統以及毫米波頻段，這對當前的技術水平來講也是種考驗[5]。但不可否定毫米波段技術在5G通信中應用的優勢，因此，仍需不斷提升技術手段水平，以便實現毫米波段技術在5G通信中的大規模應用。

大規模MIMO技術、同頻全雙工技術、毫米波段技術是當前5G通信運行的三項關鍵技術內容，每項技術在解決5G通信運營的實際問題上都發揮著重要作用，而且也是保障5G通信質量與效率的技術基礎。但這些技術在實際應用中也存在問題與弊端，隨著5G通信技術的高速發展，各項基礎技術與配套設施也需要不斷升級與調試，才能保障與5G通信的匹配性。因而射頻關鍵技術在未來發展中還具有廣闊的探究空間，其未來也需要解決5G通信中出現的新問題，這則需要通信技術人才不斷深入研究、創新技術手段，以便為5G通信提供堅實的技術支持。

4 其他技術在5G通信中的應用

4.1 高密度類型網絡技術的應用

通信網絡類型技術已成為現代社會生產、辦公、學習、生活中不可分割的一部分，且網絡類型技術的使用不受年齡限制，近年來高齡群體的使用頻率也逐漸提高。而在5G通信技術中通信網絡類型技術應用最為廣泛的是高密度類型網絡技術，與傳統技術相比，高密度類型網絡更加智能、綜合、多元化，為提高網絡傳輸質量與傳輸效率提供了有力保障，也成為5G通信技術基礎中不可或缺的一部分。

4.2 終端直通類型技術的應用

現階段，提高5G通信技術運行質量的方法豐富、多元，其中最便捷、最簡單的途徑則是簡化通信系統使用環節，而在簡化過程中終端直通類型技術則是技術核心。其主要功能為簡化通信技術程序、工作流程，用戶在使用通信技術過程中可直接通過終端設備尋找對應信息資源，無需經過基站設備，減少通過基站設備中通信設備作出的反應，從而優化運行程序、減輕設備工作負擔，對于提高通信效率、通信質量也有著重要意義。

5 結束語

綜上所述，在信息技術時代，5G通信的出現與未來發展將成為社會進步、工業高速發展的關鍵動力，而射頻關鍵技術作為支撐5G通信高質量、高效率運營的重要技術手段，不可或缺。文章對射頻關鍵技術在5G通信中的有效運用進行了分析，并探究了每項技術在應用中存在的弊端與未來的發展方向，希望同行業者對射頻關鍵技術有更清晰的認知，在未來研究中不斷提升射頻關鍵技術水平、完善技術體系，使其在5G通信中充分發揮作用。