邱彩霞

面向5G的無(wú)線通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

邱彩霞

中通服建設(shè)有限公司，廣東 惠州 516000

隨著我國(guó)信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，5G無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展水平彰顯著一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力水平，5G無(wú)線通信技術(shù)成為移動(dòng)通信技術(shù)中未來(lái)發(fā)展的重要方向。介紹了5G無(wú)線通信技術(shù)的基本概念，并對(duì)5G無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了介紹，同時(shí)歸納總結(jié)了企業(yè)在未來(lái)5G無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展中應(yīng)如何解決面臨的問(wèn)題，提出了相應(yīng)的解決措施，在未來(lái)的5G無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展中起到一定的指導(dǎo)作用。

5G通信；無(wú)線通信；MIMO技術(shù)；雙公開(kāi)技術(shù)；云技術(shù)

移動(dòng)通信技術(shù)成為現(xiàn)階段各個(gè)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的重要目標(biāo)，也將成為彰顯一個(gè)國(guó)家發(fā)展水平的考核指標(biāo)。5G無(wú)線通信技術(shù)將成為其中的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)點(diǎn)。隨著各類(lèi)移動(dòng)通信設(shè)備的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)傳輸量的增加，3G、4G通信技術(shù)已不能滿足人們的需求，在未來(lái)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，5G無(wú)線通信技術(shù)將給人們的生活帶來(lái)更多的變化。我國(guó)應(yīng)抓住現(xiàn)階段的發(fā)展機(jī)遇，全面做好5G無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展工作[1]。

1 5G 無(wú)線通信技術(shù)的概述

5G無(wú)線通信技術(shù)在現(xiàn)階段的移動(dòng)通信領(lǐng)域并沒(méi)有形成一個(gè)完整的定義，泛指第五代移動(dòng)通信技術(shù)。相對(duì)于現(xiàn)階段的4G通信來(lái)說(shuō)，5G通信技術(shù)的傳輸速度更快，將會(huì)達(dá)到10?Gb/s。雖然5G無(wú)線通信技術(shù)引起了許多國(guó)家的研究熱潮，但由于5G無(wú)線通信技術(shù)現(xiàn)階段處于初步發(fā)展階段，在發(fā)展過(guò)程中仍然存在著許多問(wèn)題，在短時(shí)間內(nèi)是無(wú)法達(dá)成的。

2 5G無(wú)線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 大規(guī)模MIMO技術(shù)

通過(guò)研究3G系統(tǒng)和WLAN，我們發(fā)現(xiàn)，多天線技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中可以提高通信系統(tǒng)的頻率。這也使得在5G無(wú)線通信系統(tǒng)的研究過(guò)程中，首先應(yīng)選用多天線技術(shù)。

據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，MIMO 技術(shù)可以深入挖掘空間維度資源，具有強(qiáng)大的分辨率，保證多個(gè)用戶在同一頻率下進(jìn)行交流時(shí)，也不會(huì)受到相互干擾。這就保證了通信過(guò)程的流暢性，提高了高頻譜信息的傳輸能力。隨著5G無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，需要在短時(shí)間傳輸大量的數(shù)據(jù)。由于MIMO 技術(shù)具備的良好抗干擾能力，因此可以充分保障數(shù)據(jù)在極端環(huán)境下的傳輸。

當(dāng)然，MIMO 技術(shù)存在著諸多優(yōu)勢(shì)。但對(duì)于單系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，MIMO 技術(shù)的多天線優(yōu)勢(shì)也會(huì)變成劣勢(shì)。多天線導(dǎo)致系統(tǒng)空間被壓縮，這樣就不能保證整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)性能。這些問(wèn)題需要相關(guān)的技術(shù)人員進(jìn)行進(jìn)一步的研究?，F(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)MIMO 技術(shù)的研究仍處于信道模型階段，仍處于理論數(shù)據(jù)分析階段。我們需要根據(jù)眼下的實(shí)際情況，結(jié)合我國(guó)現(xiàn)階段的發(fā)展需要，對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行研究。在解決相關(guān)問(wèn)題后，發(fā)揮MIMO 技術(shù)的更大作用。

2.2 雙公開(kāi)技術(shù)

在未來(lái)的5G無(wú)線通信技術(shù)中，解決干擾問(wèn)題將是5G無(wú)線通信技術(shù)能否得到應(yīng)用的關(guān)鍵。雙公開(kāi)技術(shù)由于能夠提高頻率的利用率，達(dá)到信息的同時(shí)傳輸和同頻傳輸?shù)哪康?，因此將很好地?shí)現(xiàn)多頻率傳輸?shù)墓δ?，解決信息傳輸過(guò)程中受到的各種信號(hào)干擾的問(wèn)題，從而進(jìn)一步解決同一個(gè)系統(tǒng)中同頻率及雙向傳輸?shù)碾y題。雙公開(kāi)技術(shù)將解決未來(lái)5G無(wú)線通信系統(tǒng)中的信號(hào)干擾問(wèn)題，促進(jìn)5G無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)展[2]。

2.3 綠色通信技術(shù)

降低信息傳輸過(guò)程中的能量消耗問(wèn)題，是現(xiàn)階段無(wú)線通信領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)，也是現(xiàn)階段發(fā)展的重難點(diǎn)，被稱之為綠色通信技術(shù)。近年來(lái)無(wú)線通信的能耗快速增長(zhǎng)。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，4G通信系統(tǒng)的普及導(dǎo)致通信產(chǎn)業(yè)的能耗每年以15%～20%的速度增長(zhǎng)。如果能耗問(wèn)題在未來(lái)的5G無(wú)線通信系統(tǒng)中得不到解決，即綠色通信技術(shù)得不到提高，那么未來(lái)的困擾5G無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題將是能耗問(wèn)題。這將給5G無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)，同時(shí)也會(huì)給人們的日常生活帶來(lái)諸多困擾。如何提高通信過(guò)程能源的利用率應(yīng)是現(xiàn)階段綠色通信技術(shù)的主要研究點(diǎn)；但提高通信過(guò)程中的能耗利用率，便會(huì)降低通信頻譜的效率，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要，協(xié)調(diào)發(fā)展兩方面。

2.4 毫米波高頻段通信技術(shù)

波長(zhǎng)在1～10?mm之間的毫米波通信技術(shù)在無(wú)線通信系統(tǒng)中受到人們的越來(lái)越多的重視。在未來(lái)的5G無(wú)線通信系統(tǒng)中，如果需要使用毫米波，就需要克服毫米波的散失現(xiàn)象?，F(xiàn)階段導(dǎo)致毫米波只能在短波通信中應(yīng)用的主要原因就是毫米波在大氣中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的散失現(xiàn)象。這也導(dǎo)致現(xiàn)階段毫米波很難在5G無(wú)線通信系統(tǒng)中得以應(yīng)用。

在現(xiàn)階段的5G無(wú)線通信系統(tǒng)研究中，為了解決毫米波的散失現(xiàn)象，研究人員提出了混合波束成形的概念，利用數(shù)字域的波束成形和模擬波域的成形概念，解決毫米波和微波在傳輸信道模型和多徑數(shù)目方面的區(qū)別問(wèn)題，或許毫米波將來(lái)也會(huì)應(yīng)用到MIMO 通信系統(tǒng)中。當(dāng)然這需要相關(guān)的研究人員對(duì)5G通信系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的研究和技術(shù)推廣[3]。

2.5 云計(jì)算技術(shù)

5G無(wú)線通信系統(tǒng)將帶來(lái)更多的數(shù)據(jù)，通信網(wǎng)絡(luò)將接收更多的數(shù)據(jù)量，同時(shí)人們對(duì)終端的數(shù)據(jù)處理能力和通信服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求。云計(jì)算技術(shù)是5G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)云計(jì)算技術(shù)將解決數(shù)據(jù)傳輸量大的問(wèn)題，提高移動(dòng)設(shè)備的運(yùn)算能力及傳輸效率，解決傳輸過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和傳輸不穩(wěn)定的問(wèn)題，在下一步的5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信中運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)將是發(fā)展的重點(diǎn)。

3 企業(yè)應(yīng)對(duì)5G無(wú)線通信技術(shù)未來(lái)發(fā)展問(wèn)題的對(duì)策

在5G無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，相關(guān)企業(yè)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的發(fā)展方向保持客觀的思想認(rèn)識(shí)，建立健全制度，為5G無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)。不僅要積極地建立健全發(fā)展目標(biāo)，而且應(yīng)積極培養(yǎng)人才，培養(yǎng)一支自己的科研隊(duì)伍，在將來(lái)的5G發(fā)展中發(fā)揮出人才的重要作用[4]。

3.1 建立5G無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)

企業(yè)應(yīng)根據(jù)企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，建立分工明確的各個(gè)部門(mén)的職責(zé)和管理機(jī)制；應(yīng)根據(jù)5G無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展需要，建立相應(yīng)的5G無(wú)線通信發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。不同的管理部門(mén)應(yīng)賦予不同的管理職責(zé)，各個(gè)部門(mén)之間相互監(jiān)督、相互制約，保證企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。

相關(guān)的5G無(wú)線通信企業(yè)應(yīng)建立健全企業(yè)內(nèi)部的管理制度，根據(jù)企業(yè)的發(fā)展需要來(lái)完善相應(yīng)的發(fā)展方向，從日常的管理中找到5G無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展中存在的問(wèn)題，不斷提高企業(yè)自身的技術(shù)水平，做到管理和研發(fā)同時(shí)進(jìn)行，做到內(nèi)外雙管齊下，完善企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，提高5G無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展速度。

3.2 建立一支具備綜合素質(zhì)的5G無(wú)線通信技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)

在5G無(wú)線通信技術(shù)的研發(fā)過(guò)程中，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到自身的作用，應(yīng)重視并且親自進(jìn)行5G無(wú)線通信技術(shù)的研發(fā)工作，發(fā)揮自身的舉足輕重的作用，同時(shí)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)充分調(diào)動(dòng)領(lǐng)導(dǎo)與領(lǐng)導(dǎo)、部門(mén)與部門(mén)、員工與員工之間的溝通工作，在5G無(wú)線通信技術(shù)的研發(fā)過(guò)程中，在人力、物力、財(cái)力上給予足夠的支持，全面調(diào)動(dòng)企業(yè)各部門(mén)之間的積極性，促進(jìn)企業(yè)5G無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展[5]。

其次，企業(yè)應(yīng)注重5G無(wú)線通信技術(shù)工作人員綜合素質(zhì)的提升，明確5G無(wú)線通信技術(shù)工作人員培訓(xùn)工作的重要性。通過(guò)相應(yīng)的學(xué)習(xí)工作，提升5G無(wú)線通信技術(shù)工作人員的工作能力，在5G無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展中提出合理的建議，制定相應(yīng)的措施解決5G無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展中的問(wèn)題。企業(yè)管理者在引進(jìn)技術(shù)人員的過(guò)程中，應(yīng)著重了解相關(guān)人員的專業(yè)技術(shù)能力，避免裙帶關(guān)系和走后門(mén)現(xiàn)象的產(chǎn)生，為整個(gè)公司的5G無(wú)線通信技術(shù)團(tuán)隊(duì)的培養(yǎng)發(fā)揮自己的作用。

4 5G無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用展望

5G 無(wú)線通信技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展中具有非常廣闊的發(fā)展?jié)摿Α，F(xiàn)階段5G無(wú)線通信技術(shù)已成為各個(gè)國(guó)家爭(zhēng)相議論的話題[6]。由于現(xiàn)階段5G無(wú)線通信技術(shù)還在初步發(fā)展階段，還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，因此人們還沒(méi)有認(rèn)識(shí)到5G 無(wú)線通信技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展中給人們帶來(lái)的便利，但現(xiàn)階段5G無(wú)線通信技術(shù)已成為各大國(guó)家研究的重點(diǎn)。為此，我國(guó)應(yīng)加大5G無(wú)線通信關(guān)鍵技術(shù)的研究，提升我國(guó)的國(guó)際地位。

5 結(jié)論

總之，5G無(wú)線通信技術(shù)是現(xiàn)階段各國(guó)爭(zhēng)相研究的關(guān)鍵領(lǐng)域。在未來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著重要地位，雖然我國(guó)現(xiàn)階段在5G通信技術(shù)的研究上仍然存在著許多問(wèn)題和難題，但我們應(yīng)根據(jù)我國(guó)的發(fā)展戰(zhàn)略方針，加大對(duì)5G無(wú)線通信技術(shù)的研究，相信我國(guó)將在將來(lái)5G無(wú)線通信領(lǐng)域占有一席之地，為人們更好地生活提供動(dòng)力。

[1]李印鵬. 淺談面向5G 的無(wú)線通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)[J].中國(guó)新通信，2018，20（8）：31.

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[3]皮和平. 面向5G通信的射頻關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 通訊世界，2017（2）：16-17.

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[6]宋剛. 面向5G移動(dòng)通信技術(shù)的射頻關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2017（8）：17-18.

Research on Key Technologies of 5G Wireless Communication System

Qiu Caixia

China Comservice Construction Co., Ltd., Guangdong Huizhou 516000

With the rapid development of information technology and computer technology in China, the development level of 5G wireless communication technology highlights the comprehensive national strength of a country. 5G wireless communication technology has become an important direction for future development of mobile communication technology. The paper introduces the basic concepts of 5G wireless communication technology, and introduces the key technologies in the development of 5G wireless communication technology. At the same time, the paper summarizes how the enterprise should solve the problems in the future development of 5G wireless communication technology, and puts forward corresponding solution, which will play a guiding role in the development of 5G wireless communication technology in the future.

5G communication; wireless communication; MIMO technology; dual-disclosure technology; cloud technology

TN929.53

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