新型无线通信系统技术研究与分析

罗文源

摘 要：随着信息化时代的建设与发展，通信行业应用于各个领域，网络化也愈发变得重要，需求量暴增，而当前的4G无线网络通信技术已经无法满足人们的生活需求，需要有更进一步的技术出现，那么IMT-2020新型技术的研究标志着人类正迈向5G新时代。本文结合IMT-2020新型技术的应用，对比当今LTE的技术，挖掘两者间的不同，分析出新型技术更优越，对天线的覆盖，信号强度标准以及设备性能的要求更高，希望对地铁无线通信系统的建设与发展，提供参考价值。

关键词：无线通信IMT-2020

社会在不断向前发展，而技术也在不断推陈出新，如今人们快节奏的生活方式，很大程度上能有效降低时间浪费和缩短空间距离。正如当前使用的科技创新技术所发展起来的高铁一样，将大幅减少因地域问题所带来的时间成本。因此，也需要提高相应的通信技术，才不至于让人们在快速行驶的高速列车上进行语音通话时，基站因传送的数据信号迟缓，而导致连接中语音信号出现断断续续情况。除此之外，IMT-2020技术还将应用于增强热点场所、室内环境以及隧道区间覆盖的吞吐量，增强用户数据速率Qos需求，增强频谱能量效率，降低网络延时等，可以说5G网络的新型技术，对提升通信服务质量具有重要意义，它在很大程度上被视作革命性的技术。

一、IMT-2020技术比LTE更优越

（一）IMT-2020与LTE实现技术融合

它并不是单一的技术演进，也不是几个全新的接入技术，而是将现有的无线接入技术（即3G、4G、wlan）与新型的无线接入技术进行整合，通过集成多种技术来满足不同需求，是一个真正意义上的网络融合。并且，经过融合后的5G可以继续延续使用原3G、4G的基础设施资源，不会对原3G、4G用户造成任何通讯问题，为用户提供一个统一的、高效的通信解决方案，来实现与之共存。从而有效保障用户能够享受高质量、高水平的通信体验。

（二）IMT-2020技术提升

5G网络是由现有的4G网络技术上的一次提升，弥补了原有4G技术的不足，在数据传输速率、连接数量、时延、移动性、能耗等方面进一步提升了4G系统性能。原4G技术的可变带宽OFDMA是从1.25到20MHZ，现将它提升到3300-3600MHZ或者是更高的4800-5000MHZ工作频段的5G，那么频率显著上升，时延进一步缩短，数据传输速率变得更快。从另一层面来看，我国也正采取与多国积极有效合作，其中，在大规模天线、超密集组网等在IMT-2020核心技术上已取得了重大突破；重点开展模拟5G典型场景试验，并顺利完成第一阶段的测试工作，为第二阶段有效推进奠定良好的基础。

（三）IMT-2020技术优越性

首先，两者都能体现对移动互联网和物联网的支持。而从IMT-2020关键性能来看，它与LTE技术相比，能在用户体验速率上达到1Gbps，对连接数密度更能够达到1百万每平方千米的接入，并且是以端到端方式的毫秒级时延，有效降低BS与GW共用内容/业务缓存。其次，借助简单的层次结构成功实现网络架构的完全分布，获取高效的无线资源管理权限，成功实现GW-GW之间的无缝切换。最后，多种无线接入技术的引用和运用，能良好满足用户的不同业务需求。

二、IMT-2020关键技术

（一）F-OFDM技术

采用F-OFDM技术更能提高频谱利用率，对抗衰落能力方面更强，比LTE系统高三倍甚至更高。F-OFDM的前身是OFDM技术，即正交频分复用，它是MCM多载波调制的一种，主要是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行低速子数据流，在每个子信道上进行传输。而F-OFDM是滤波正交频分复用，能为不同业务提供不同的子载波带宽和CP配置，以满足不同业务的时频资源需求。另一方面，它通过优化滤波器的设计，将OFDM载波带宽划分成多个不同参数的子带，并对子带进行滤波，而在子带间尽量留出较少的隔离频带，这样可以将整个频段按照未来不同种类的业务精细分割，在实现空口物理层切片后兼容LTE系统，满足5G的发展需求。

（二）极化码技术

所谓极化码就是一个能达到香农极限信道容量的特殊码系，是一种新型的编码方式，其可以实现对称的二进制输入离散无记忆信道和二进制擦除信道的容量代码。针对短码长和长码长的两种场景，并在相同信道条件下，可以获得0.3至0.6dbd 误包率性能增益。

（三）SCMA技术

SCMA是稀疏码多址接入的方式，是一种非正交多址技术。其技术的实现是以低密度扩频方式和高维调制的方式构成的新技术。为何需要引用低密度扩频，是因为需要把单个子载波的用户数据扩频到4个子载波上，由6个用户共享这4个子载波，每个用户只占用其中的2个子载波，另外2个子载波是空的。但是，只有4个子载波却有6个用户，那么这6个用户之间必定会不严格正交，单一子载波里会有3个用户出现数据冲突，而这时候就需要引用高维调制方式的技术，通过高维调制技术，调制相位和幅度，最终能增强对多用户解调和抗干扰性能。

三、結语

IMT-2020新型技术的开发，能极大的改善人们日常生活，为人类提供更顺畅、快捷的通信体验，更为人类社会的高速发展提供了技术支持。同时，它也是通信行业内的一项朝阳产业，所以未来的我们就需要更加开放思维，用开放创新的思维理念与全球各国加强合作，以此整合全球资源，那么5G通信网络将会是空前繁荣的新时代。

参考文献：

[1]月球，王晓周，杨小乐. 5G网络新技术及核心网架构探讨[J]，现代电信科技，2014（12）.

[2]郜中飞.地铁通信传输系统的分析[J].信息通信，2014（10）.endprint