淺析5G通信傳輸?shù)陌l(fā)展與核心技術(shù)

周云帆

摘 要 近些年來，通信傳輸?shù)陌l(fā)展十分迅猛，當(dāng)前主流為4G通信傳輸，而5G通信的概念已經(jīng)被提出，它將成為移動通信系統(tǒng)的一個新興發(fā)展趨勢。當(dāng)前，5G通信傳輸技術(shù)并不成熟，仍舊出于開發(fā)和研究的階段。首先，文章對5G通信傳輸?shù)奈磥戆l(fā)展趨勢進行分析，又對主要特點進行簡單的介紹，然后重點對5G通信傳輸中的超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大規(guī)模mimo 技術(shù)和全雙工技術(shù)進行重點分析介紹。

關(guān)鍵詞 5G移動通信；發(fā)展趨勢；核心技術(shù)

5G通信傳輸，又被稱為第五代移動通信系統(tǒng)，它具有低功耗和高頻譜利用等等優(yōu)點，相比于4G技術(shù)來說，它在利用資源、用戶體驗、傳輸速度和無線的覆蓋率等許多方面都有明顯的進步。

1 通信傳輸發(fā)展趨勢

現(xiàn)在移動互聯(lián)網(wǎng)正在蓬勃發(fā)展中，而這也有效的驅(qū)動了5G通信傳輸。對于未來的各個新興行業(yè)來說，移動互聯(lián)網(wǎng)都可作為基礎(chǔ)性服務(wù)平臺，固網(wǎng)業(yè)務(wù)正源源不斷的通過無線被傳遞給用戶。而若要進行云計算或者對后臺服務(wù)產(chǎn)生更多的應(yīng)用，則對5G通信傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)容量以及傳輸?shù)馁|(zhì)量有著更加嚴格的要求。

5G通信傳輸，它希望通過與別的無線通信更加緊湊的連接和交互，從而促進它們的蓬勃發(fā)展，并為之產(chǎn)生強大的發(fā)展動力。據(jù)估計，在當(dāng)前業(yè)界，移動網(wǎng)絡(luò)（包括5G通信傳輸）的業(yè)務(wù)能力將在以下三個維度中得到同時提升：首先，在4G的基礎(chǔ)上，通過引進全新的無限傳導(dǎo)技術(shù)，將其資源利用率提升十倍或者以上；第二，通過更深層次的智能能力以及全新系統(tǒng)結(jié)構(gòu)使得系統(tǒng)的吞吐率提升大約25倍；最后，在開發(fā)新型頻率資源（比如可見光、毫米波和高頻段等等）的過程中，其頻率資源將會被擴展大約四倍[1]。

2 5G通信傳輸具有如下特點：

（1）5G通信傳輸將會著重推動技術(shù)的變革，與此同時也會更加重視傳輸延時、用戶體驗、網(wǎng)絡(luò)吞吐速率和對于新興的移動業(yè)務(wù)的支撐，而這些都將作為關(guān)鍵性指標用來衡量5G通信傳輸?shù)男阅堋?/p>

（2）不同于以往的移動系統(tǒng)觀念，5G通信傳輸系統(tǒng)的研究不僅以一些經(jīng)典技術(shù)為可信，并以多用戶、多小區(qū)寫作組網(wǎng)、多點，多天線為重點進行突破，全力追求系統(tǒng)性能的提升。

（3）在5G通信傳輸?shù)膽?yīng)用中，室內(nèi)的移動業(yè)務(wù)已經(jīng)占領(lǐng)了半壁江山。為了優(yōu)化系統(tǒng)，5G室內(nèi)無線業(yè)務(wù)的發(fā)展將會摒棄原先的理念，開發(fā)新理念，做出一定程度的創(chuàng)新。

（4）在更大程度和裕度上將高頻段的頻譜資源投放在5G通信傳輸系統(tǒng)運行中。不過高頻段無線電波的穿透性仍然會對其產(chǎn)生制約，因此將有線無線相融合、光載無線組網(wǎng)技術(shù)將能更普遍的被運用。

（5）將來的一個重點研究對象就算可“軟”配置的5G無線網(wǎng)絡(luò)，通過實時監(jiān)測和控制業(yè)務(wù)流量的變化情況，運營商可以隨時對網(wǎng)絡(luò)資源做出調(diào)整，從而能夠降低對能源的消耗和網(wǎng)絡(luò)運營上的開銷[2]。

3 5G無線通信通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

雖然說超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在5G通信傳輸中擁有很大發(fā)展空間和進步的余地，但是仍然有些缺點，主要可以體現(xiàn)為：一，各個節(jié)點排列得相對緊密，因此它們之間的距離就非常的有限，這樣使得系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)以下問題：由于同種類別的無線接入所造成的同頻干擾，以及不同種類別的無線接入所造成的分層干擾。而為了解決上述問題，將需要對5G通信傳輸進行更深入的探究。二，大量系統(tǒng)內(nèi)部存在的用戶所部署的節(jié)點導(dǎo)致了干擾圖樣和拓撲結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大范圍內(nèi)的動態(tài)變化。綜上所述，我們要強化相關(guān)方面的技術(shù)研究來應(yīng)對這些出現(xiàn)的問題。

3.2 大規(guī)模mimo技術(shù)

（1）技術(shù)分析。大規(guī)模mimo技術(shù)的優(yōu)勢十分明顯，主要從以下幾個方面進行闡述：①大規(guī)模mimo允許很多個用戶在基站平臺上同時實現(xiàn)同以頻率資源的通信，因為它具有更強的分辨率，并且可以深入的挖掘空間維度資源，從而可以在基站的數(shù)量較小的情況下實現(xiàn)高頻譜的信息傳輸。②由于大規(guī)模mimo具有集中波束的功能，因此它在抗干擾方面的表現(xiàn)極為突出。③大規(guī)模mimo可以很大程度上提高發(fā)射的效率、降低發(fā)射的功率。

（2）我國的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀。對于大規(guī)模mimo 技術(shù)，我國國內(nèi)主要研究的是其信道容量、傳輸技術(shù)還有信道模等方面的問題，相對來說，在實測模型和理論模型方面的研究寥寥無幾。至今還沒有出現(xiàn)被大眾所承認的信道模型。通常采用ttd系統(tǒng)來進行傳輸，而由于基站的數(shù)量多于用戶數(shù)量，用戶數(shù)和導(dǎo)頻數(shù)以線性的方式進行增長。除此之外，我們還采用異常復(fù)雜的運算方法（比如矩陣運算）來對信號進行編碼和檢測。為了進一步充分的發(fā)掘mimo技術(shù)的潛在優(yōu)勢，我們應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況對信道模型進行深入的分析，并且在無線傳輸方法、合理資源配置以及頻譜效率這些方面進行更深入的研究。

3.3 全雙工技術(shù)

全雙工技術(shù)是一種新型的通信技術(shù)，它能夠?qū)π畔⑦M行同時刻、同頻率傳輸。在信息傳遞的過程中，對于傳輸終端和接收終端，無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的都存在著某種固有的信號自干擾。在現(xiàn)有的通信系統(tǒng)中，是無法實現(xiàn)雙向傳輸和同時傳輸共同進行的。而通過實現(xiàn)信息傳輸?shù)亩囝l率化，全雙工計劃可以大幅度的提升頻率的利用率，進而在一定程度上改善現(xiàn)有通信系統(tǒng)中的技術(shù)現(xiàn)狀。因此，全雙工計劃是當(dāng)前無線技術(shù)中研究的重點。在5G通信傳輸中，全雙工計劃可以對無線頻譜資源進行充分的利用和發(fā)掘。在5G通信傳輸發(fā)展的過程中也遇到了一些比較難以解決的瓶頸問題，比如說，發(fā)射信號和接收信號的兩個終端之間始終有大幅度的頻率差別，因此而產(chǎn)生的自干擾現(xiàn)場非常眼中，在對于5G通信傳輸?shù)倪M一步發(fā)展產(chǎn)生了莫大的阻撓。所以，通過互相抵消的方法，把全雙工技術(shù)有效的應(yīng)用在5G通信傳輸系統(tǒng)中，就能使得信號自干擾的問題得到合理解決。通過消除模擬端之間的相互干擾或是將干擾信號的數(shù)字端部分消除，并在此基礎(chǔ)上把它們合理的結(jié)合起來，則能夠有效解決或者緩解所謂的自干擾。

4 結(jié)束語

在現(xiàn)存的無線網(wǎng)絡(luò)和無線接入技術(shù)的基礎(chǔ)上加以開發(fā)和研究，便建立了全新的5G通信傳輸系統(tǒng)，而若是將之進一步發(fā)展，則能夠極大程度上對移動業(yè)務(wù)的應(yīng)用領(lǐng)域以及范圍進行拓展。

參考文獻

[1] 石炯.5G移動通信及其關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展研究[J].石家莊學(xué)院學(xué)報，2015，17（06）：13-15.

[2] 尤肖虎，潘志文，高西奇，等.5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關(guān)鍵技術(shù)[J].中國科學(xué)：信息科學(xué)，2014，44（5）：551-563.