汪麗珍 董冽沸

摘要：5G通信技術(shù)在原有4G通信技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行革新，為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提升提供重要的推力。而無線傳輸技術(shù)作為5G通信技術(shù)中的核心內(nèi)容，與5G網(wǎng)絡(luò)傳輸速度有著直接的關(guān)系，為強(qiáng)化信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平，需對(duì)其進(jìn)行深入探討?；诖?，本文圍繞5G傳輸技術(shù)，對(duì)其在5G通信中的具體應(yīng)用展開分析，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探究，期望最大化地發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：5G傳輸技術(shù);關(guān)鍵技術(shù)

一、引言

信息技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)下，網(wǎng)絡(luò)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)的質(zhì)量提出了高要求，4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在速率、時(shí)延性以及安全性方面已經(jīng)無法滿足用戶的多樣化需求，在此背景下，5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)中，不僅可以提高信息數(shù)據(jù)的傳輸效率，保證通信網(wǎng)絡(luò)的安全性，還為用戶帶來更好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，符合人們對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的多方面需求。

二、5G移動(dòng)通信技術(shù)概述

5G移動(dòng)通信技術(shù)作為新一代寬帶移動(dòng)通信技術(shù)，具有速率高、時(shí)延性低、連接特點(diǎn)大的特點(diǎn)，其主要是在原有4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，對(duì)移動(dòng)寬帶進(jìn)行增強(qiáng)，滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量爆炸式增長趨勢(shì)，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供更極致的體驗(yàn)，將其應(yīng)用在工業(yè)、醫(yī)療等行業(yè)中，可以有效滿足垂直行業(yè)對(duì)時(shí)延性和可靠性的需求[1]。并且對(duì)于智慧城市、環(huán)境監(jiān)測(cè)等對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳感要求較高的行業(yè)也可以為其提供重要的保障，滿足5G多樣化應(yīng)用場(chǎng)景需求，為各行各業(yè)及人們生活提供重要的技術(shù)支撐，推進(jìn)了產(chǎn)業(yè)的升級(jí)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。

三、5G通信中傳輸技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

5G通信技術(shù)發(fā)展的核心目標(biāo)是滿足靈活多樣的物聯(lián)網(wǎng)需求，而無線傳輸技術(shù)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾侄?，具有操作難度低、成本投入少、靈活多樣化的特點(diǎn)，在移動(dòng)通信運(yùn)行過程中發(fā)揮著不可替代的作用。與4G移動(dòng)通信技術(shù)相比，通過借助毫米波通信技術(shù)，設(shè)置有源天線陣列，可以使傳輸方式由傳統(tǒng)的單一天線向多天線模式過渡，最大化提高傳輸信號(hào)的強(qiáng)度，增加頻譜資源的實(shí)效性[2]。另外，5G移動(dòng)通信在原有基礎(chǔ)上，將大數(shù)據(jù)資源和云計(jì)算功能進(jìn)行綜合，使整個(gè)基站功能變得更全面，滿足不同頻段的通信業(yè)務(wù)需求，最大化的提高通信智能化水平。

四、5G通信傳輸技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用分析

（一）信道建模技術(shù)

該技術(shù)主要是指在特定的無線環(huán)境下，借助相關(guān)系列的參數(shù)抽象，對(duì)無線環(huán)境的物理特點(diǎn)進(jìn)行描述的一種方式。其不僅可以對(duì)無線信號(hào)傳輸?shù)念愋秃吞攸c(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確分析，還可以對(duì)無線技術(shù)的性能進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，保證無線傳輸?shù)乃綕M足應(yīng)用需求。在系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，因無線信號(hào)傳播路徑具有一定的不確定性，系統(tǒng)運(yùn)行的性能會(huì)發(fā)生改變，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。而信道建模技術(shù)的應(yīng)用，將傳播路徑由原有的二維空間向三維空間轉(zhuǎn)變，在保證信道模型構(gòu)建合理的基礎(chǔ)上，可以對(duì)無線信號(hào)的傳播形式準(zhǔn)確呈現(xiàn)，將影響因素降到最低，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定、持續(xù)運(yùn)行。

在5G通信技術(shù)運(yùn)行時(shí)，將信道建模技術(shù)應(yīng)用其中，會(huì)呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)。具體包括以下幾種：

其一，空間連續(xù)性和移動(dòng)性。在傳統(tǒng)的信道模型構(gòu)建時(shí)，因其主要是以發(fā)送和傳輸為主，為滿足需求，發(fā)送端的位置要處于固定形式，而D2D技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，其發(fā)送端和接收端要雙向進(jìn)行移動(dòng)，導(dǎo)致其與5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展需求相悖。在此背景下，信道建模工作研究機(jī)構(gòu)根據(jù)空間特點(diǎn)，構(gòu)建出與5G移動(dòng)通信技術(shù)相符的信道模型，保證空間特性可以準(zhǔn)確進(jìn)行描述[3]。

其二，大規(guī)模多天線陣列的信道特點(diǎn)。無線傳輸技術(shù)與信道容量和頻率利用率有著直接的關(guān)系，為確保信道可以容納更多的信息，提高頻率的利用率，必須開展大規(guī)模多天線技術(shù)，而該技術(shù)的開展相應(yīng)的為信道模型的構(gòu)建帶來影響，為將不利因素降到最低，需將傳統(tǒng)的平面波進(jìn)行替換，采用球面波的方式開展工作。

其三，高頻段信道特性。在對(duì)信道進(jìn)行構(gòu)建時(shí)，因無線傳輸?shù)木嚯x與數(shù)據(jù)的傳輸效率二者之間有著密切的聯(lián)系，所以為將沒有使用到的頻譜資源價(jià)值發(fā)揮到最大，提高數(shù)據(jù)傳輸效率，需要對(duì)毫米波段進(jìn)行創(chuàng)新，提高動(dòng)態(tài)環(huán)境的敏感性。

（二）密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

5G移動(dòng)通信技術(shù)作為上一代移動(dòng)通信技術(shù)的延續(xù)，通過對(duì)移動(dòng)寬帶進(jìn)行增強(qiáng)，采用靈活的全新系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為用戶提供更身臨其境的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，解決了通信中存在供需不足的問題。在此前提下，密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，將5G作用的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致，通過對(duì)小基站數(shù)量進(jìn)行增加，將原有的通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)充、固定，可以有效滿足數(shù)據(jù)熱點(diǎn)地區(qū)的流量增長需求，提高數(shù)據(jù)的傳輸速率，為用戶帶來更好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)[4]。另外，低功率的超大規(guī)模傳輸異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，使通信系統(tǒng)的整體容量得到提升，不僅可以將傳輸盲點(diǎn)進(jìn)行有效剔除，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋，其所增加的熱點(diǎn)功能，還符合信號(hào)熱點(diǎn)區(qū)域的整體需求。該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，主要包括兩方面內(nèi)容：一方面，將天線設(shè)置在宏基站的外部，以達(dá)到擴(kuò)大、拓展室外空間網(wǎng)絡(luò)的目的，但該種形式對(duì)天線的數(shù)量具有一定要求。另一方面，因密集網(wǎng)絡(luò)所產(chǎn)生的信噪比效益更為顯著，可以根據(jù)實(shí)際情況，借助互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)計(jì)算平臺(tái)，做出天線陣列，在室外布置大量的密集網(wǎng)絡(luò)，以達(dá)到提高移動(dòng)通信覆蓋面積，滿足用戶的接入體驗(yàn)感的目的。

（三）毫米波通信技術(shù)

毫米波具有絕對(duì)頻帶寬、通信容量大、安全保密性高的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在5G通信技術(shù)中。在交互多媒體業(yè)務(wù)、無線電通信業(yè)務(wù)急劇增長的背景下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率和寬帶質(zhì)量提出了新的要求，利用毫米波的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，可以為大容量信息傳輸服務(wù)提供重要的支撐[5]。毫米波在空間進(jìn)行傳播時(shí)，主要以直射波的方式進(jìn)行，受大氣吸收和降雨衰落等因素的影響，通信距離較短，再加上其頻段高，存在的干擾源較少，具有一定的可靠性，將其作為無線傳輸信道中的主要通信技術(shù)，可以最大化的滿足網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)要求。與大氣激光和紅外線相比，毫米波在沙塵和煙霧中具有較強(qiáng)的穿透力，在金屬箔條所產(chǎn)生的高強(qiáng)度散射下，所產(chǎn)生的影響也可以忽略不計(jì)，將毫米波通信中斷發(fā)生率降到最低。在5G通信技術(shù)運(yùn)行的過程中，對(duì)基站的天線規(guī)模進(jìn)行擴(kuò)大，可以使同一區(qū)域內(nèi)的天線數(shù)量得到增加，應(yīng)用多次輸入和輸出技術(shù)，可以使容量得到提升，但同時(shí)對(duì)于通信的波長提出了相應(yīng)要求，將毫米波通信技術(shù)應(yīng)用在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，可以有效解決通信波長的問題，準(zhǔn)確分辨出傳播過程中的細(xì)節(jié)問題，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型提供重要的基礎(chǔ)設(shè)施支撐。

（四）大規(guī)模MINO技術(shù)

大規(guī)模多天線技術(shù)（MINO技術(shù)），是指對(duì)所收集到的信息進(jìn)行輸入和輸出的移動(dòng)通信系統(tǒng)，借助多個(gè)發(fā)射和接收天線，提高信號(hào)端的發(fā)送和接收工作，使信號(hào)可以以更高效的方式進(jìn)行傳遞，達(dá)到降低時(shí)延性的目的[6]。與傳統(tǒng)的SISO技術(shù)相比，將大規(guī)模多天線技術(shù)應(yīng)用在第五代移動(dòng)通信中，可以將信道的容量在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行有效增加，提高頻譜的高效率。該技術(shù)因自身優(yōu)勢(shì)，目前，被廣泛應(yīng)用在華為、愛立信等通信服務(wù)中。具體進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，從室內(nèi)、室外角度出發(fā)，可以將其分為宏蜂窩和微蜂窩兩種形式。在5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)行時(shí)，所運(yùn)用到的發(fā)射和接收天線數(shù)量規(guī)模較大，對(duì)于信道容量與收發(fā)天線的值二者關(guān)系需嚴(yán)格控制，而MIMO技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)LTE網(wǎng)絡(luò)中高性價(jià)比提高容量密度的目的。

將大規(guī)模多天線技術(shù)應(yīng)用在現(xiàn)代5G通信技術(shù)中，其主要應(yīng)用優(yōu)勢(shì)可以將其分為以下幾點(diǎn)：其一，大規(guī)模多天線技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，在未增加5G基站密度，建設(shè)寬帶時(shí)，可以提高對(duì)所傳輸信號(hào)的分辨率，加大網(wǎng)絡(luò)傳輸頻譜效率，并且有效提升空間資源的利用率，在不斷深入挖掘下，發(fā)現(xiàn)空間資源的內(nèi)在隱藏價(jià)值;其二，MIMO技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，主要利用波束賦形技術(shù)開展工作，將能量較少的波束固定在統(tǒng)一區(qū)域，減少外在因素對(duì)其的侵?jǐn)_，保證網(wǎng)絡(luò)空間的安全性;其三，與傳統(tǒng)的單一天線系統(tǒng)進(jìn)行比較，該技術(shù)的應(yīng)用可以將原有的單一模式向多元模式過渡，使系統(tǒng)形成數(shù)據(jù)流，在提高頻譜利用率，減少信號(hào)衰減情況發(fā)生的同時(shí)，將誤碼發(fā)生率降到最低[7]。

另外，該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，主要是將通信和電磁傳播進(jìn)行有效結(jié)合，該種融合形式在運(yùn)用的過程中，不可避免的會(huì)造成潛在問題的發(fā)生，影響數(shù)據(jù)的傳輸效率，所以該技術(shù)在開展工作時(shí)，需對(duì)其整個(gè)過程進(jìn)行嚴(yán)格控制。例如，在對(duì)導(dǎo)頻序列進(jìn)行正向排序時(shí)，相同的序列會(huì)出現(xiàn)污染嚴(yán)重的問題，導(dǎo)致雖然基站天線數(shù)量得到提升，但傳播的速度無法與其進(jìn)行協(xié)同，所以在基站建設(shè)時(shí)，對(duì)于環(huán)境問題需給予高度重視。

（五）同時(shí)同頻全雙工技術(shù)

該技術(shù)主要是指在同一通信終端設(shè)備中，對(duì)存在的信息進(jìn)行傳輸和收集，保證發(fā)送和接收信息二者同步。與傳統(tǒng)的TDD等雙工技術(shù)相比，該技術(shù)打破傳統(tǒng)技術(shù)所帶來的局限，使頻譜效率方面得到增高，為后續(xù)的資源分配提供保障，進(jìn)一步使頻譜資源利用率得到顯著提升，滿足用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)的滿意度，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平。值得注意的是，同時(shí)同頻全雙工技術(shù)在應(yīng)用的過程中，雖然能夠保證信道傳輸?shù)馁|(zhì)量，但其信號(hào)接收與發(fā)射易受外界因素的干擾，影響雙向傳播的落實(shí)效率，為有效避免該情況的發(fā)生，在應(yīng)用全雙工技術(shù)時(shí)，要將其抗干擾能力考慮到位，確保其可以準(zhǔn)確的接受和輸送信號(hào)。目前，在抗干擾方面主要以物理方式為主，利用增設(shè)天線或數(shù)字技術(shù)等方式，將干擾因素降到最低。在具體消除時(shí)，要先根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行計(jì)算、評(píng)估，在保證能源消耗符合需求的基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用到異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，并將其與信道建模進(jìn)行緊密結(jié)合，將不必要的干擾因素消除，提高網(wǎng)絡(luò)終端反應(yīng)速率，強(qiáng)化其抗干擾性能[8]。

（六）高頻段信號(hào)傳輸技術(shù)

高頻段信號(hào)傳輸技術(shù)作為5G通信傳輸技術(shù)中的核心技術(shù)，因其帶寬資源可以超過1GHz，使用戶的體驗(yàn)速率在原有基礎(chǔ)上得到顯著提升，滿足用戶的多元化需求，主要被應(yīng)用在車載通信、D2D高頻通信方面。該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，主要原理是借助射頻天線，對(duì)載波空口進(jìn)行設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上，利用高頻段信號(hào)傳輸特點(diǎn)，來提高峰值速率，達(dá)到提高信號(hào)傳播速度的目的。在傳統(tǒng)的移動(dòng)通信工作頻段中，其主要集中在3GHz以下，導(dǎo)致頻譜的資源存在擁擠的情況。而高頻段信號(hào)傳輸技術(shù)的應(yīng)用，可以有效緩解頻譜資源緊張的情況，提高頻譜資源的豐富率，實(shí)現(xiàn)短距離的通信，為5G容量和傳輸速率需求提供技術(shù)支持。但該技術(shù)應(yīng)用的過程中，在射頻器件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面存在著一定不足，為發(fā)揮其最大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在對(duì)潛在候選頻道進(jìn)行遴選時(shí)要嚴(yán)格控制，對(duì)所應(yīng)用的資源要進(jìn)行合理劃分，做到統(tǒng)籌全局，實(shí)現(xiàn)頻譜資源配置最優(yōu)化。另外，在對(duì)高頻段信號(hào)傳輸技術(shù)明確的基礎(chǔ)上，對(duì)于頻譜共享技術(shù)也要給予重視，因該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)單一系統(tǒng)運(yùn)輸局面，使5G通信中IMT得到擴(kuò)充，為5G通信應(yīng)用場(chǎng)景提供頻譜共享，保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)效性。

（七）新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)

在信息技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)下，網(wǎng)絡(luò)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的體驗(yàn)感提出新的要求，為滿足該目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，在開展5G移動(dòng)通信技術(shù)時(shí)，必須對(duì)新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行深入研發(fā)。當(dāng)前，在具體實(shí)踐中LTE接入網(wǎng)主要以網(wǎng)絡(luò)扁平化架構(gòu)為主，將云架構(gòu)作為基點(diǎn)，對(duì)各個(gè)區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以有效降低系統(tǒng)的時(shí)延性，減少成本投入，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。為真正做到與時(shí)俱進(jìn)，確保新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在第五代移動(dòng)通信技術(shù)構(gòu)建中，相應(yīng)研究人員需在云架構(gòu)的基礎(chǔ)上，發(fā)散出新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化思路。例如C-RAN接入網(wǎng)架構(gòu)，借助低成本高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)，將無線信號(hào)在遠(yuǎn)端天線和集中化的中心點(diǎn)上進(jìn)行傳送，以此保證基站服務(wù)區(qū)域的全覆蓋化[9]。將該機(jī)構(gòu)與協(xié)同技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，可以提高其抗干擾性，減少能量的消耗，在保證智能化組網(wǎng)動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，保證頻譜效率的有效提升。

五、5G通信技術(shù)下傳輸技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

通信技術(shù)發(fā)展水平的提高，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的整體性能提出了高要求，不再只局限在傳輸效率和頻譜利用率方面，對(duì)于數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量也要考慮到位。與4G移動(dòng)通信技術(shù)相比，5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用在應(yīng)用范圍方面得到提升，而在未來傳輸技術(shù)中，可以將全面覆蓋工作放在首位，在保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和可靠性的前提下，將智能化、自動(dòng)化等技術(shù)與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，使其向智能化方向前進(jìn)，提高業(yè)務(wù)處理效率，為人們生活和工作提供便利。將新體系結(jié)構(gòu)與移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)行有效銜接，在原有通信資源的基礎(chǔ)上，對(duì)資源進(jìn)行豐富，所形成的海量物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展模式，可以實(shí)現(xiàn)資源的深度覆蓋，有效優(yōu)化用戶的服務(wù)效率。另外，5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用，順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，作為移動(dòng)通信技術(shù)下新的革新，通過優(yōu)化調(diào)整移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，在提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率的同時(shí)，可以降低運(yùn)營商的運(yùn)營成本，并且使業(yè)務(wù)內(nèi)容在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了拓展、延伸，保證業(yè)務(wù)資源的豐富性，推進(jìn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向多元化方向發(fā)展。信息資源質(zhì)量的提升，新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加，使數(shù)據(jù)可以做到及時(shí)傳輸，滿足不同的用戶處理需求，提升通信技術(shù)的服務(wù)質(zhì)量，為通信技術(shù)的發(fā)展提供重要的推力。

六、結(jié)束語

綜上，在科學(xué)技術(shù)不斷推動(dòng)下，5G通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮著不可替代的優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用在各行各業(yè)中，對(duì)推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義。本文圍繞信道建模技術(shù)、密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、毫米波通信技術(shù)、大規(guī)模MINO技術(shù)、同時(shí)同頻全雙工技術(shù)以及高頻段信號(hào)傳輸技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討，可知為保證5G移動(dòng)通信技術(shù)的傳輸效率，必須對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格掌握，以確保其滿足社會(huì)發(fā)展需求。

作者單位：汪麗珍? ? 董冽沸? ? 浙江逸暢通信技術(shù)有限公司

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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