5G無線通信關鍵技術 及其發展現狀思路構建

張玉明

【摘要】? ? 近年來我國通信行業得到了非常迅速的發展，人們對于無線通信質量也提出了更高的要求。5G通信技術作為近年來新興的一種無線通信技術，其具備有信息傳播速度快以及可靠性高的應用優勢，也逐漸成為了主流的無線通信技術模式，對于人們的日常生活也帶來了良好的便利性，本文主要就5G通信關鍵技術以及其發展現狀進行了探究分析。

【關鍵詞】? ? 5G無線通信? ? 關鍵技術? ? 發展現狀

5G技術作為一種新型的通信技術，其在遠程教育、遠程醫療、互聯網以及規?；r業等行業中均獲得了良好的應用效果，對于人們的日常生活與工作也帶來了非常大的變化。近年來隨著我國5G通信技術的不斷發展，5G基站的建設數量也隨之增加，促進了我國通信行業得到了進一步的發展。

一、5G通信技術的應用優勢

近年來我國無線通信行業得到了進一步發展，5G無線通信技術也處于商用階段，其組網技術在應用過程中還不夠成熟，但是可以確定的是，5G通信技術是現階段最為先進的一種移動通信技術。在傳統4G技術基礎上，5G無線通信技術能夠實現超低時延、超高接入密度，并且能夠為用戶們提供更加優質的移動通信服務體驗，其還具備有以下應用優勢。

1.1促進信息傳輸速度進一步加快

近年來隨著我國科學技術的不斷發展，外加上人們生活節奏的加快，對于信息傳輸的速率也提出了更高的要求。因此在無線通信技術應用過程中，需要保障通信質量基礎上，盡可能的提升整體通信時間，從而滿足人們的無線通信需求。通過5G通信技術的應用，能夠促進網絡利用率得到進一步提升，提升用戶們的網絡使用體驗，在信息獲取方面還能夠起到良好的時間節約效果，從而促進信息傳輸速度進一步加快。此外5G技術能夠對信息渠道起到良好的擴展效果，促進資源利用率得以提升，來滿足人們的實際通信需求。

1.2提升通信安全性能

較之于傳統的4G技術，5G技術自身的數據容量以及感知性能也能夠得到顯著的提升。通過超高的數據容量，可以實現對海量數據的傳輸跟處理，從而滿足大數據時代下對于無線通信的具體要求，為數據提供良好的保存空間，促進數據的安全性得到進一步的提升。此外通過5G技術的應用，其良好的感知性還能過對現有的密碼技術以及報警系統起到良好的優化效果，對于智能化技術跟大數據技術的發展也有著積極意義。因此說5G技術在應用過程中還具備有良好的安全性能，能夠滿足人們的數據傳輸跟統計需求。

二、5G無線通信的關鍵技術

2.1大規模MIMO技術

在無線通信過程中，如果小區基站內的天線數量達到了一定程度，加性高斯噪音等對于信道通信質量所造成的影響基本可以忽略不計，從而促進無線通信可靠性得到進一步的提升。

在5G通信技術中，就采用了大規模MIMO技術來提升通信可靠性，較之于傳統的MIMO技術，大規模MIMO技術在基站端采用了大規模天線列陣，并且可以在同一時頻渠道內為多個用戶進行通信業務的提供，對于網絡吞吐量以及功率效率的提升也有著重要意義。此外因為大規模MIMO技術能夠在同一時頻資源內支持大量的數據流，其本身也是一種嚴重的自擾系統，也就容易導致導頻污染等問題發生。但是通過預編碼技術的應用，能夠對上述問題起到良好的解決效果。

作為5G無線通信中的一項關鍵技術，近年來我國對于大規模MIMO的應用力度也得到了進一步的增加，促使信道之間趨向正交性。在這一趨勢下，借助于簡單的線性預算編碼就能夠對導頻污染起到良好的控制效果。因此在現階段的大規模MIMO技術應用過程中，如果實現更簡單并且易于實現的線性預編碼算法，也就成為了研究人員所需要重點關注的技術難點之一。

2.2毫米波

就我國無線通信行業的發展現狀進行分析，隨著低頻段頻譜資源的不斷利用，導致了低頻帶無線通信系統已經難以滿足人們的無線通信需求。因此我們還需要積極尋求新的頻譜資源，滿足5G通信的信息高速傳播需求。毫米波自身具備有豐富的頻譜資源，也就能夠很好的滿足5G無線通信的信息傳輸需求，因此也成為了5G通信的關鍵技術之一。

毫米波的波長處于微波與遠紅外波之間，其波長與尺寸呈現出正相關的聯系。因此毫米波元器件的尺寸較之于傳統的微波器件尺寸更小。因此在進行5G基站端的建設過程中，可以借助于毫米波技術來進行大規模天線列陣的建設工作，隨后利用預編碼技術，實現大規模MIMO系統的建設工作，從而降低外界磁場對于信息所造成的干擾，促進信號的收發速度進一步加快。

但是在采用毫米波通信技術時還容易受到雨水以及大氣等外界因素的影響，并且存在有路徑損耗比較大的問題，也就需要應用波束成型技術來提升毫米波通信技術的可靠性，滿足5G無線通信的實際需求。

2.3波束成形技術

波束成形技術作為一種傳統的天線技術，也是軍用雷達的常用信號接收技術。在無線通信技術應用中還會受到多種外界因素的干擾，為了提升無線通信技術，還要不斷提高通信系統的抗干擾能力。

在采用毫米波等技術進行通信工作時，其信號傳輸距離以及信道質量也會受到比較大的限制。通過波束成形技術可以很好的減少外界因素對于無線通信工作所造成的影響。在5G通信技術應用中需要配置大量的天線列陣，其發出的信號朝著四面八方進行傳播，也就容易出現信號功率損失等問題發生，直接影響到信號的傳輸質量。

通過波束成形技術的應用，其能夠實現多天線信號的加權合成處理，從而讓信號朝著指定的方向進行傳輸，借此促進信號自身的抗干擾能力得到進一步增強，從而為用戶們提供更加優質的無線通信服務。但是在使用波束成形技術時依舊存在有比較多的問題，比如通信系統的設備成本比較高，以及難以將波束快速的對準用戶，這也就需要相關技術人員能夠加強對該部分內容的重視力度，從而促進5G無線通信技術的應用質量得到進一步提升。

2.4 D2D通信技術

在以往的通信系統中，終端設備之間的通信能力、通信系統的信道資源有限，設備之間無法之間進行語音或者數據通信，而是需要通過基站來開展通信。在5G通信網絡中，用戶節點之間能夠進行信號的相互轉發以及接受，實現了設備到設備之間的有效通信，從而擺脫了傳統通信過程中受到基站的束縛，對于頻譜效率的整體提升也有著重要意義。但是因為復用小區的社會資源，也就導致了下行鏈路中的用戶容易出現手干擾的情況。針對這一情況，還需要通過干擾協調以及資源優化等方式，盡可能的降低D2D通信對于基站以及用戶們所造成的干擾情況，從而獲得良好的5G通信技術應用效果。

2.5新型網絡架構的構建

新型網絡架構的構建，也是5G移動通訊技術的必然發展趨勢，在前幾代技術基礎上進行新型網絡架構的構建，在此基礎上進行多種通信技術手段的融入，促進網絡架構的融合性與異構結構進一步提高。近年來隨著我國通信技術的不斷發展，在基于WIFI以及蜂窩數據流量下構成的新型網絡架構，也能夠滿足5G通信技術的實際應用需求。

三、5G通信技術的具體應用概述

3.1遠程醫療

5G通信技術在醫療領域中也獲得了良好的應用效果，也是實現遠程醫療的重要技術手段。近年來我國醫療行業得到了非常迅速的發展，在基于通信技術基礎上還研發了多種醫療新技術。利用5G通信技術的通信高效率以及高質量，能夠為遠程醫療的進行提供良好的技術條件，并且可以幫助醫生對患者病情進行遠程實時掌控。在5G遠程醫療模式中，醫生們可以通過5G通信技術進行患者治療視頻與圖片的精準傳輸，幫助醫師進行遠程會診工作，讓患者能夠在最短時間內得到有效的治療，避免錯過最佳救治時間對于患者預后所造成的影響。最后5G通信還能夠實現多個用戶終端的同時連接，從而讓專家就診突破空間以及時間上的約束，在短時間內開展急性會診。

3.2自動駕駛

近年來我國汽車行業得到了非常迅速的發展，越來越多的汽車制造企業也加強了對自動駕駛技術的研究力度。借助于5G通信技術的應用，可以為自動駕駛技術的實現提供良好的通信技術。在車輛進行障礙物的自動判斷、紅綠燈以及自動拐彎等操作時，其還能夠促進汽車的反應速度進一步加快，充分保障自動駕駛的安全。可以說5G通信技術也是實現車聯網系統的重要基礎，對于自動駕駛技術的優化跟完善也有著重要意義。

3.3智能家居

隨著人們生活水平的不斷提升，對于智能家居的需求也進一步提升。智能家居主要是通過無線通信技術，利用手機對家中的家居進行控制，對于人們自身生活質量的提升也有著非常重要的意義。家具與手機作為兩個通信終端，借助于5G技術的應用能夠實現萬物互聯，從而促進智能家居得以完善。通過智能家居的應用能夠促進人們的生活質量得到進一步提升，提高人們的居住舒適性，對于人們體驗感知水平的提高也有著積極意義。

3.4視頻會議

隨著我國時代的不斷發展，人們的生活節奏也變得越來越快，很多企業每天還要召開大量的會議。通過視頻會議的開展，能夠打破傳統會議中時間以及空間所產生的約束，還能夠保障多方的有效交流。5G通信技術自身具備有良好的通信能力，其可以促進畫面傳輸的效率以及清晰度進一步提升，對于視頻會議可靠性的提升也有著重要意義。此外5G通信技術的低延時也能夠保障視頻會議的順利開展，避免在視頻會議過程中卡頓情況的發生，對于企業自身管理跟經營水平的提升也有著重要意義。

四、結束語

綜上所述，5G技術作為我國無線通信的重要技術，近年來我國5G網絡已經處于商用階段，但是其關鍵技術在具體應用過程中還存在有比較多的問題，這也就需要我們能夠進一步加快對5G網絡通信技術的重視力度，促進5G通信技術的作用充分發揮出來，對于我國移動通信行業的發展也有著至關重要的意義。

參? 考? 文? 獻

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