探析5G無線通信技術(shù)與未來發(fā)展

王健波

【摘要】? ?5G無線通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，對我國的信息化建設(shè)與發(fā)展有著重要的推動(dòng)作用，同時(shí)也能夠更好的滿足人們對無線通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和應(yīng)用需求。本文在對5G無線通信技術(shù)及其特點(diǎn)分析基礎(chǔ)上，結(jié)合5G無線通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，對其未來發(fā)展進(jìn)行研究，以供參考。

【關(guān)鍵詞】? ? 5G無線通信技術(shù)? ? 特征? ? 優(yōu)勢? ? 關(guān)鍵技術(shù)? ? 未來發(fā)展

引言：

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了信息時(shí)代背景下無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，并且對人們的生產(chǎn)與生活形成了較大的沖擊影響。其中，無線通信是以廣播、無線電以及蜂巢式網(wǎng)絡(luò)等形式為主，而以移動(dòng)通信作為支持的無線通信技術(shù)，則被稱為是移動(dòng)通信技術(shù)，并且在第四代移動(dòng)通信技術(shù)支持下，隨著物聯(lián)網(wǎng)以及有關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，為更好的滿足現(xiàn)代社會(huì)的信息建設(shè)與發(fā)展需求，逐漸推動(dòng)了第五代移動(dòng)通信技術(shù)（即5G技術(shù)）的發(fā)展和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，使其成為當(dāng)前國內(nèi)有關(guān)行業(yè)領(lǐng)域與技術(shù)研究中關(guān)注的重點(diǎn)。

為此，下文將通過對5G無線通信技術(shù)及其特點(diǎn)分析，結(jié)合5G無線通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，對其未來發(fā)展進(jìn)行研究，以供參考。

一、5G無線通信技術(shù)及其特點(diǎn)分析

5G技術(shù)作為通信技術(shù)的最新發(fā)展和應(yīng)用技術(shù)，它在通信領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅能夠顯著提升其通信速率、減少通信延遲，而且能夠有效節(jié)約通信過程中的能源消耗，減少通信的成本，并增加通信系統(tǒng)的容量，具有更為突出的作用和優(yōu)勢。此外，5G通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，不僅能夠按照其通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域?qū)崿F(xiàn)多個(gè)小區(qū)域劃分，而且能夠?qū)⑼ㄐ艂鬏數(shù)母鞣N聲音與圖像信息直接在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，以通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行通信信號轉(zhuǎn)換和傳輸。如下圖1所示，即為無線通信絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖。

根據(jù)上述對5G通信技術(shù)的分析，在進(jìn)行5G無線通信技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)分析中，可以從以下幾個(gè)方面對其進(jìn)行簡單概括與總結(jié)。

1.1能夠提高用戶的速率

網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的大幅提升，是5G無線通信技術(shù)的最為突出特征之一。它與傳統(tǒng)的4G、3G等通信網(wǎng)絡(luò)相比，存在著較為明顯的網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)乃俾曙@著提升特點(diǎn)。

結(jié)合5G無線通信技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀，在5G通信技術(shù)支持下的通信網(wǎng)絡(luò)中，其用戶速率能夠達(dá)到10Gbit/s，并且在一些數(shù)據(jù)信號傳輸速率需求更高的用戶網(wǎng)絡(luò)中，其數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)乃俾誓軌蜻_(dá)到更高。對于通信網(wǎng)絡(luò)的用戶來講，其數(shù)據(jù)通信與傳輸中的速率提升，在促進(jìn)其信息化建設(shè)與發(fā)展中的積極作用也更加顯著。

1.2提高無線通信傳輸?shù)臅r(shí)效性與可靠性

5G無線通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，隨著其通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)應(yīng)用范圍不斷拓展和增加，使其數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)臅r(shí)效性與可靠性也得到了較好的保障。

比如，在于5G云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相互聯(lián)通建立的5G無線通信技術(shù)中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)其無線通信的虛擬化、組件化與可編排無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)，而且能夠針對不同業(yè)務(wù)場景在不同的網(wǎng)絡(luò)切換與通信支持下，對其無線通信的具體需求進(jìn)行有效處理，從而促進(jìn)無線通信技術(shù)總專項(xiàng)電信網(wǎng)絡(luò)向著通用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)化方向發(fā)展和轉(zhuǎn)變，最終促進(jìn)無線通信的時(shí)效性與可靠性提升。

1.3促進(jìn)無線通信的數(shù)據(jù)流量增長

隨著信息建設(shè)的不斷發(fā)展，根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測顯示，當(dāng)前我國的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量需求與十年前相比，其增長幅度已經(jīng)達(dá)到1000倍以上，并且為滿足人們對數(shù)據(jù)流量增長的更高需求，在無線通信技術(shù)發(fā)展中逐漸引入5G通信技術(shù)，也逐漸成為無線通信領(lǐng)域發(fā)展的一種必然趨勢。5G技術(shù)與傳統(tǒng)的4G和3G等通信技術(shù)相比，其通信網(wǎng)絡(luò)中的通信數(shù)據(jù)量增長存在顯著提升，數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)哪芰σ裁黠@增強(qiáng)，在面對較多的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量以及用戶數(shù)據(jù)較為擁擠時(shí)段，其數(shù)據(jù)流量的增長變化也十分明顯，能夠更好滿足當(dāng)前人們數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)量日益增長下通信需求。

二、5G無線通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)與未來發(fā)展分析

根據(jù)上述對5G無線通信技術(shù)及其特征的分析，在圍繞5G無線通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)及其未來發(fā)展所開展的研究中，需要從5G無線通信技術(shù)中的新型多天線傳輸通信技術(shù)以及全頻譜接入技術(shù)、高頻傳輸通信技術(shù)、密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、D2D技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的研究和發(fā)展上進(jìn)行分析。

2.1 多天線傳輸通信技術(shù)

新型的多天線傳輸技術(shù)在5G無線通信技術(shù)中的研究應(yīng)用，經(jīng)過一定的發(fā)展，對頻譜利用率的顯著提升起到了十分積極的作用，并且為5G移動(dòng)通信的大規(guī)模天線陣列發(fā)展，也起到了十分顯著的作用和影響。5G無線通信技術(shù)中，通過大規(guī)模的天線陣列，促進(jìn)3D-MIMO技術(shù)的形成和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，并在對毫米波的配合應(yīng)用下，促進(jìn)多天線技術(shù)的實(shí)際利用效率顯著提升，從而為5G無線通信技術(shù)及其抗干擾能力的改善提升進(jìn)行支持。

2.2全頻譜接入技術(shù)

5G無線通信網(wǎng)絡(luò)中，通過和低頻傳輸系統(tǒng)的混合組網(wǎng)設(shè)置，能夠有效避免無線通信網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量增加所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)通信傳輸擁堵等情況發(fā)生。其中，全頻譜接入技術(shù)支持的5G無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，其高頻段的毫米波頻率最低能夠達(dá)到27.3GHz，最高則為350GHz，使原來的低頻帶寬得到了明顯的拓展，同時(shí)受高頻段傳輸應(yīng)用的微波元器件較小尺寸影響，能夠有效縮短其無線通信系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模，并對5G通信技術(shù)系統(tǒng)支持下的更高信號容量與傳輸速度要求進(jìn)行有效滿足，實(shí)現(xiàn)無線通信網(wǎng)絡(luò)中高頻段信號在短距離范圍內(nèi)的高速通信與傳輸需求。

2.3高頻傳輸通信技術(shù)

5G無線通信技術(shù)的研究與發(fā)展中，高頻段傳輸技術(shù)不僅是其關(guān)鍵技術(shù)之一，也是其重要的發(fā)展方向。當(dāng)前，隨著對5G無線通信技術(shù)研究開展的不斷深入，已經(jīng)有企業(yè)針對5G無線通信技術(shù)進(jìn)行高頻段（28至37GHz）傳輸技術(shù)測試和研究，且取得了較為顯著的研究成果。值得注意的是，高頻傳輸通信技術(shù)在5G無線通信技術(shù)研究中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，在實(shí)現(xiàn)無線通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸信息傳遞效率等問題解決上，具有十分重要的作用和影響。

由于對高頻傳輸通信技術(shù)的研究和應(yīng)用中，仍然存在有較多的問題和不足，其中包括高頻段信號傳輸中容易受空氣吸收損耗的影響以及信號頻段的設(shè)置過高等問題，就會(huì)導(dǎo)致無線通信中的電磁波路徑損耗明顯提升，引起數(shù)據(jù)傳輸中的不穩(wěn)定情況發(fā)生。

2.4密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

隨著5G技術(shù)在無線通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，在促進(jìn)無線網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量迅速增長的同時(shí)，也推動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)量快速提升。

針對這種情況，在進(jìn)行人口密集區(qū)的密集網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，就需要采用相應(yīng)的密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，進(jìn)行更多數(shù)量的低功率點(diǎn)至，并促進(jìn)其網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的熱點(diǎn)數(shù)量以及熱點(diǎn)提提供的網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量改善和提升。

其中，密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用中，在實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)密集程度改善和提升同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜性不斷增加，也需要在具體研究和應(yīng)用中引起重視。

2.5 D2D技術(shù)

D2D技術(shù)作為5G無線通信技術(shù)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它能夠?qū)?G無線通信網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備和設(shè)備之間的直接通信進(jìn)行有效支持，并在設(shè)備交互與數(shù)據(jù)通信傳輸中克服傳統(tǒng)無線通信對信息基站和中繼站的依賴，最終實(shí)現(xiàn)無線設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的接入范圍擴(kuò)展和連接方式優(yōu)化提升，并有效降低無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)建設(shè)成本，促進(jìn)其數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)恼w效益提升。其中，傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與數(shù)據(jù)通信傳輸中，是以基站作為中心對數(shù)據(jù)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的信號覆蓋進(jìn)行支持，具體應(yīng)用中通過中繼站對基站傳輸信號的接收來滿足其數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)男枨蟆?/p>

上述傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與數(shù)據(jù)連接方式中，對基站與中繼站的位置在無線通信網(wǎng)絡(luò)中屬于固定位置情況，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在較大的局限和不利影響，并且進(jìn)行基站建設(shè)中投入的資金情況，對建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍有著重要的制約作用。

因此，對D2D技術(shù)及其在5G無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)5G通信技術(shù)支持下的無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和數(shù)據(jù)通信傳輸支持，能夠有效滿足人們不斷增長數(shù)據(jù)通信與傳輸需求，具有十分積極的作用和意義。如下圖2所示的5G直播視頻采集終端的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中就采用了D2D技術(shù)。

三、結(jié)束語

總之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的不斷提升，對新時(shí)期的通信技術(shù)也提出了更高的要求。其中，5G技術(shù)作為一種先進(jìn)的通信技術(shù)，在無線通信領(lǐng)域應(yīng)用，對無線通信技術(shù)的不斷研究和發(fā)展有著非常積極的作用和影響。因此，對5G無線通信技術(shù)及其未來發(fā)展研究，以促進(jìn)5G技術(shù)在無線通信領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展，具有十分突出的重要作用和意義。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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