面向5G无线通信系统的关键技术分析

2020-01-05肖丹丹

通信电源技术 2020年15期

肖丹丹

（湖南省邮电规划设计院有限公司，湖南长沙 410000）

1 5G通信技术现状简介

在中国互联网技术不断发展的背景下，通信技术水平逐渐提高，现已逐步实现了4G到5G的发展和更替。如今使用的4G和4G+通信系统，数据传输效率难以满足当今客户的需求。与传统的4G和4G+系统相比，5G通信系统具有数据传输效率高、应用范围广以及改进空间大等特点。当前，我国在5G技术的研发上已取得了长足进步，因此将致力于加强5G技术的联合发展，扩大技术应用范围，从而更好地为人们服务。

2 无线传输技术

2.1 全双工技术

这项技术是指双向数据的传输和发送。它允许双向数据传输，且多个设备可以同时运行。比如，移动设备可以使用全双工技术实现互操作性。一侧有声音发出，另一侧就可以接收到发送的声音信号，从而实现交互。4G移动通信系统可以区分信号，但是不能进行对双向数据的传输，因此会浪费通信时间。

2.2 多输入多输出技术

在构建5G无线通信系统的过程中，为了防止信道衰减，需要用到不同的天线，而这可能会使信号传输变得困难。各种天线单元可以扩展信道容量，增加通信频率并加快通信速度。当今的WLAN基于多输入多输出（MIMO）技术可以接收和发送信号，以满足通信需求。MIMO比例越高，天线越大，辅助范围越大。使用该技术时，必须调整基站中的天线数量，可采用集中式配置方法或分布式配置方法。它的规模与性能密切相关，需要开发其空间资源，以允许用户在更宽的通信空间中进行交互[1]。

3 5G无线系统的关键技术

3.1 无线接口技术

无线接口技术具有诸多优点，应重点关注以下内容。第一，使用的无线电接口技术必须能够控制网络。宽带访问的数据传输速率为1 Gb/s，因此用户可以享受更高的下载速度。技术使用的灵活性，改善了人们的网络体验。第二，无线接口技术对传感器和信号类型提出了特殊要求。空中接口技术使用的传感器是IoT传感器，可以确保网络信号电平在一定范围内相对较大。第三，无线电接口技术中，经常使用动态无线电接口技术。在此过程中，将使用副载波多址、正交频分复用等作为基本的技术支持。

3.2 自组织技术

传统的移动网络通信系统主要以人工为基础，管理人员必须动态控制移动网络通信系统，监视过程消耗了大量的人力和物力，增加了移动通信网络的成本。根据相关信息，移动网络通信系统的运营成本通常占总成本的七成左右，因此应压缩成本以最大化成本效益。在网络信息技术飞速发展的背景下，无线网络不断扩展，有必要执行系统的自组织功能，以替代劳动开发方法并降低运营成本。自组织技术有助于移动通信系统的智能运行，独立配置并自动恢复5G无线通信系统[2]。无论是计划还是部署网络，5G无线系统都可以实现自动运行，同时减少对环境的影响。5G无线系统的内部结构复杂，控制复杂度过高，必须依靠自组织技术制定计划。首先需要分析网络需求并制定需求计划，其次有必要检查网络的自组织能力并填补系统中的空白，最后需要制定计划来持续改进5G无线通信系统。

3.3 云计算技术

在全球范围内，云计算已经拥有超过500亿个网络连接。在云计算技术平台上，存储和分析这些数据可进一步增强终端设备的计算能力和分析能力，并显著提高数据传输速度和计算能力。云计算技术一方面可不断提高应用的有效速度，另一方面极大地优化了开发通信系统的方式和方法。作为通信系统最有潜力和最有利可图的技术环境，5G通信系统还应积极使用和共享云计算技术，并结合5G连接到网络服务器，充分利用分布式网络资源的高度集度，准确计算相关数据。5G通信技术系统与移动云计算技术的进一步集成多使用自主阶段算法、在线阶段算法等，以进一步提高数据压缩密度并扩展存储容量，同时有效避免了云计算的技术缺陷和延迟缺陷[3]。

3.4 高频毫米波通信技术

在5G技术发展的现阶段，频谱资源的匮乏已成为阻碍5G技术发展的关键。随着研究与开发的不断进步，毫米波高频通信技术的研究与开发成功解决了这一技术问题。毫米波是指波长为1～10 mm的电磁波。如今，人们越来越关注毫米波在无线通信系统中的使用。但是，毫米波高频通信技术也存在缺点。例如：毫米波在检测过程中经常被散射，极大地影响了5G通信系统的稳定性；毫米波高频通信技术仍处于测试阶段。对于低频通信，可以将毫米波高频通信技术用作技术支持[4]。

3.5 绿色通信技术

移动通信技术在传输信息和同步信息中具有重要作用。随着5G无线通信系统的出现和发展，环境友好的通信技术已逐渐完善，可以有效解决5G无线通信系统功耗较高的问题。为了进一步改善环境友好的通信技术，从事信息技术专业领域研究与开发的人员应准确监控5G无线通信系统中频谱效率与能耗之间的关系，并全面优化和改善其所包含的各种通信资源。从有效利用和消耗通信资源的两个方面深入研究通信相关问题，同时节约能源，有效提高通信质量。随着中国通信技术的不断进步，5G无线通信系统将成为未来通信技术的基础。因此，5G无线通信系统的技术专家必须准确地解5G无线通信系统的关键技术，为5G无线通信系统的有效运行提供重要的技术支持。同时，需积极记性环保通信技术发展及研究，促进环境友好型通信技术持续优化、改革和改进，从而不断提高5G无线通信系统的水平。

3.6 超密异构技术

超密集异构技术可加密网络空间、改善数据流并优化5G无线系统性能。超密异构技术取决于基站，可以依靠基站实现空间复用的效果。目前，中国的超高密度异构技术还处于发展初期，超高密度异构网络还存在诸多问题。例如，现代的超高密度异构网络内部节点很多，节点之间的相互距离很小，而5G无线设备系统容易受到干扰。部署具有大量用户的节点很容易导致拓扑更改，并使系统维护复杂化。针对这一问题，技术人员需要加大技术创新力度，深入研究5G无线系统的特性，了解拓扑变化，并及时发现缺陷。