面向5G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研討

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【摘要】現(xiàn)如今，信息高速發(fā)展，各類通信技術(shù)的發(fā)展在這過程中擁有著至關(guān)重要的地位，縱觀世界，全球各地的人已經(jīng)離不開日趨完善的通信技術(shù)。在移動(dòng)通信技術(shù)高速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，5G通信技術(shù)將會(huì)是未來通信技術(shù)的重點(diǎn)。但是就現(xiàn)階段而言，現(xiàn)在的5G通信技術(shù)還不成熟，還有許多的方面需要進(jìn)行細(xì)化與調(diào)整，在未來的工作中，就需要針對(duì)這些方面進(jìn)行完善，這樣才能夠在將來更好的推廣5G通信系統(tǒng)。在接下來的工作中需要對(duì)5G通信系統(tǒng)的方方面面進(jìn)行完善，這有這樣才能夠使5G通信技術(shù)融入到生活的中，使其發(fā)揮無窮的作用。

【關(guān)鍵詞】5G無線通信系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)；大規(guī)模MIMO技術(shù)

引言

近些年來，高速發(fā)展的移動(dòng)通信技術(shù)給我們生活的方方面面帶來了巨大的改變，就現(xiàn)階段的數(shù)據(jù)而言，隨著各類移動(dòng)終端設(shè)備的普及，多媒體數(shù)據(jù)的傳輸量也在不斷地增加，基于此我們能夠推算出在未來移動(dòng)通信的數(shù)據(jù)量還會(huì)有巨大的增長(zhǎng)，那么為了滿足未來越來越多客戶的需求，因此必須降低相應(yīng)業(yè)務(wù)的運(yùn)行成本，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行更新與升級(jí)，同時(shí)這也會(huì)導(dǎo)致中國(guó)的無線通信產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展。隨著5G通信系統(tǒng)的持續(xù)研究，相關(guān)產(chǎn)業(yè)也會(huì)隨之進(jìn)行更新?lián)Q代，相信在未來隨著5G通信技術(shù)的發(fā)展，我們生活的方方面面都會(huì)經(jīng)歷非常大的變化。

15G無線通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀

如今我們生活中的移動(dòng)設(shè)備主要應(yīng)用的是4G通信系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的4G通信系統(tǒng)相比，5G通信系統(tǒng)的傳輸效率更高，同時(shí)其也具有較為寬廣的覆蓋面積。因此，基于未來對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的切實(shí)需求與移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展前景來講5G通信系統(tǒng)比4G通信系統(tǒng)有用更加廣闊的提升空間?，F(xiàn)階段由于國(guó)際上各個(gè)組織的相互協(xié)作，我國(guó)對(duì)5G通信系統(tǒng)的研究已經(jīng)取得了可觀的成果，現(xiàn)階段的研究方向主要在于技術(shù)的整合，5G通信技術(shù)與其他的通信技術(shù)要做到有機(jī)的組合。同時(shí)中國(guó)也正在逐漸與不同的組織進(jìn)行合作，中國(guó)正在嘗試通過不同的途徑獲得與其他組織的合作關(guān)系，因此人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到5G通信技術(shù)將會(huì)成為相關(guān)新興技術(shù)發(fā)展的重要推力。換個(gè)角度進(jìn)行思考，如今日益龐大的通信業(yè)務(wù)均是在無線通信的基礎(chǔ)下實(shí)現(xiàn)的，因此在未來的工作中也只有5G通信技術(shù)才能夠滿足日益增大的數(shù)據(jù)量。

25G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1大規(guī)模MIMO技術(shù)

經(jīng)過近些年來的實(shí)際應(yīng)用表明，多天線技術(shù)能夠在很大程度上有效的提高通信系統(tǒng)的頻譜效率。目前的很多種無線通信系統(tǒng)中都已經(jīng)應(yīng)用了多天線技術(shù)，正是通過對(duì)3G系統(tǒng)和WLAN通信系統(tǒng)的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這一結(jié)論。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，MIMO信道數(shù)量的增多與收發(fā)信號(hào)過程中所用到的天線數(shù)量有著十分相近的關(guān)系，因此在5G無線通信系統(tǒng)的研究中一般就會(huì)設(shè)置多種數(shù)量的天線進(jìn)行使用。大規(guī)模MIMO技術(shù)有著更為強(qiáng)大的分辨率，因此其就能夠更加深入的挖掘空間維度資源，這就能夠使得即使多個(gè)用戶在同一個(gè)頻率內(nèi)進(jìn)行通信，也能夠保證其通信的通暢性，進(jìn)而就能夠解決在小規(guī)?；鞠逻M(jìn)行高頻譜信息傳輸?shù)男袨椤Ｏ啾扔谄渌幕酒脚_(tái)大規(guī)模MIMO技術(shù)的抗干擾能力強(qiáng)，這也就意味著其能夠極端環(huán)境下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。隨著5G通信系統(tǒng)對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的不斷攻克，5G通信系統(tǒng)就能夠在短時(shí)間內(nèi)負(fù)擔(dān)大規(guī)模的數(shù)據(jù)傳輸，加大其他移動(dòng)設(shè)備的工作能力。雖說大規(guī)模MIMO技術(shù)存在著諸多優(yōu)勢(shì)，并且其優(yōu)勢(shì)是非常顯著的，但對(duì)于單個(gè)系統(tǒng)來說，天線數(shù)量的增多會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的整體空間被壓縮，進(jìn)而整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)性的功能就不能夠得到保證，因此在這些問題上仍需要相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行適當(dāng)性的調(diào)節(jié)與改進(jìn)，在合理安排的前提下，這一技術(shù)才能夠得到更大的應(yīng)用。盡管如此，中國(guó)對(duì)這些內(nèi)容的研究?jī)H僅是處于信道模型階段，同時(shí)都仍處于理論數(shù)據(jù)研究的階段之中，還有很多的內(nèi)容沒有通過實(shí)際的模型進(jìn)行論證，在當(dāng)今前提下如何發(fā)揮大規(guī)模MIMO技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)今擺在眾人面前的關(guān)鍵所在，我們需要結(jié)合眼下實(shí)際情況，結(jié)合中國(guó)無線通信領(lǐng)域的實(shí)際需求對(duì)現(xiàn)階段的問題進(jìn)行研究。

2.2雙公開技術(shù)

我們所說的雙公開技術(shù)指的是信息能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)傳輸與同頻率傳輸?shù)哪康摹，F(xiàn)如今，人們熱衷于研究雙公開技術(shù)是因?yàn)楝F(xiàn)有的通信系統(tǒng)在進(jìn)行信息傳輸?shù)倪^程中會(huì)受到各種信號(hào)的干擾影響，而雙公開技術(shù)則是能夠在很大程度上提高頻率的利用率，應(yīng)用雙公開技術(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)多頻率的信息傳輸功能，進(jìn)而就能做到一個(gè)通信系統(tǒng)同頻率以及雙向傳輸?shù)募夹g(shù)難題。對(duì)于未來將會(huì)得到重用的5G通信系統(tǒng)而言，使用雙公開技術(shù)能夠有效地利用無線頻譜資源，隨著這一技術(shù)的應(yīng)用，其能夠很好地解決5G通信系統(tǒng)中信號(hào)干擾的問題，正是因?yàn)殡p公開技術(shù)的應(yīng)用會(huì)使得這一問題得到有效解決。為了解決信息傳輸過程中系統(tǒng)本身的干擾問題，可以通過對(duì)干擾信號(hào)的模擬端抵消和對(duì)已知干擾端的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行干擾抵消等方法進(jìn)行解決。

2.3綠色通信技術(shù)

這里所說的綠色通信技術(shù)指的是降低信息傳輸過程中所消耗的能量問題。縱觀現(xiàn)有的科技水平來講，該問題確實(shí)是影響當(dāng)下無線通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)之一。雖然現(xiàn)在無線通信消耗的能源僅占產(chǎn)業(yè)總能耗的3%，但是近些年來這個(gè)數(shù)值卻以每年15~20%的速度進(jìn)行增長(zhǎng)。4G通信系統(tǒng)的普及已經(jīng)使得通信產(chǎn)業(yè)的能耗大大增加，而在未來隨著5G通信系統(tǒng)的大量普及，如果綠色通信技術(shù)沒有取得重大突破的話，通信產(chǎn)業(yè)的能耗將會(huì)急劇增多，這將會(huì)給我們的生產(chǎn)生活帶來重大挑戰(zhàn)。因此，對(duì)綠色通信技術(shù)的研究研究工作具有至關(guān)重要的作用，現(xiàn)階段關(guān)于綠色通信技術(shù)的研究主要集中于提高能源的利用率上，但是隨著能源利用率的提升，通信系統(tǒng)的頻譜效率將會(huì)隨之降低，因此在接下來的研究工作中需要根據(jù)實(shí)際的需求對(duì)兩者進(jìn)行合理的協(xié)調(diào)，權(quán)衡兩者的關(guān)系將會(huì)是未來的重點(diǎn)之一。

2.4毫米波高頻段通信技術(shù)

如今頻譜資源非常稀缺，而毫米波高頻段通信技術(shù)正是解決這一問題的有效方法。這里所說的毫米波是指波長(zhǎng)在1~10mm之間的電磁波，如今人們?cè)絹碓街匾暫撩撞ㄔ跓o線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。在毫米波的應(yīng)用過程中需要考慮到毫米波散失現(xiàn)象。毫米波在大氣中進(jìn)行傳播時(shí)會(huì)發(fā)生比較嚴(yán)重的散失現(xiàn)象，因此其現(xiàn)階段只能在短波通信中得以應(yīng)用，進(jìn)而在未來的5G通信系統(tǒng)的發(fā)展過程中，如果需要使用毫米波高頻通信技術(shù)，就必須要克服這一缺點(diǎn)做出適當(dāng)性的改進(jìn)。毫米波與微波通信存在著顯著的區(qū)別，二者在傳輸信道模型和多徑數(shù)目方面存在著較大區(qū)別，正是因?yàn)檫@些問題現(xiàn)階段的MIMO通信系統(tǒng)并不適用于毫米波通信系統(tǒng)。為了解決這一問題，研究人員提出了混合波束成形的概念，這個(gè)概念的形成主要是利用數(shù)字域波束成形和模擬域波束成形的概念，現(xiàn)在這一問題已經(jīng)成為5G通信系統(tǒng)的研究重點(diǎn)。要想真正的對(duì)5G通信系統(tǒng)進(jìn)行推廣與應(yīng)用也需要對(duì)這部分的技術(shù)進(jìn)行繼續(xù)研究。

3結(jié)束語

在未來，5G通信系統(tǒng)將會(huì)是無線通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向，但是我們不得不承認(rèn)的是現(xiàn)階段我國(guó)在這方面的研究上仍然存在著諸多問題。相比于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)在該領(lǐng)域上仍然存在著較大的短板，甚至說我們?nèi)蕴幱谝粋€(gè)比較落后的階段，因此在未來我國(guó)還有很多的難題需要進(jìn)行攻克。相信在未來隨著5G無線通信系統(tǒng)的發(fā)展，隨著相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)的完善，5G無線通信系統(tǒng)將會(huì)極大滿足人民的需求，同時(shí)為中國(guó)各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展提供助力。

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作者:廖華 單位:中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司