面向5G无线通信系统的关键技术综述

袁晶 袁星

摘要：近二十年来，通信技术有了飞速的发展，给我们的生活带来了翻天覆地的变化。目前随着移动终端的普及，多媒体数据传输量在不断增加，根据相关的数据我们可以测算出未来移动通信数据业务量有着非常巨大的增长空间。而且为了不断满足用户的需求，也必须相应地降低多媒体数据传输业务的运营成本。所以说对5G通信系统的研究就显得尤为重要了，我们需要借助于5G通信系统来推动国内无线通信业的发展。

关键词：5G；无线通信系统；技术

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）32-0061-02

通信技术在各行各业中都扮演着至关重要的角色，现如今人们生活的方方面面都离不开通信技术。5G通信技术是未来移动通信技术发展的新趋势，但是目前这种技术还尚未成熟，在很多细节的方面都需要更好的完善，如果没有做到这一点，就无法进行实际的推广工作。同时也需要对通信系统的能耗进行相应的控制，只有完善好诸如此类技术的关键细节，才能够真正地将5G通信系统推向实际应用。

1 5G通信系统概述

和4G通信系统相比，5G通信系统具有更高的传输速率，而且其覆盖面也更广。所以说从目前移动通信行业的实际需要来说，5G比4G有更广阔的应用空间和发展前景。目前在国内外相关组织的推动之下，我们对5G通信系统的研究已经取得了阶段性成果， 研究方向主要是在5G通信与其他不同的通信技术的整合之上。而且我国政府也正在尝试通过多种途径寻求在这一方面与不同政府之间的合作。因此我们应该认识到5G通信技术会成为移动互联网以及其他新兴行业发展过程中的重要推力。从另一个方面来说，当前在互联网的背景下进行的通信业务大都是以无线通信的方式来进行的，面对现阶段日益增大的数据量也只有5G通信技术才能够自如应对。

2 面向5G无线通信系统的关键技术

（1）大规模MIMO 通讯技术。大规模的通信技术的主要特征。特别是大规模mimo通信系统的结束意味着比现有的基站天线放置在大型天线，然后同时服务多个用户（通常我们默认数百根，服务用户总数约占10号共用天线）。这是一种天线，可以分散在相机上，或者是一个整体的天线，集中在配置上，大规模技术更关注：它的主要原因是，在大规模的设置之后，系统可以获得大量的普通系统，很难比较物理特征和优势。经过详细的研究，包括：第一，由于天线数目增加，用户之间的通信渠道，似乎正交特性，即能迅速为用户消除干扰，最终有效提高系统能力；其次，如增加基站天线，迅速消失，热噪声信道有效同质化，这意味着，用户角色做更多通道不陷入深深的消失，减少空中接口等延迟，使得政策规划；通过天线波束，更能强调一致性，有效能量较小空间范围提高空间分辨率，除了这些之外，更为许多包括天线得到快速提高，质量然后，在传输结束时有效地减少能源消耗，以确保整体的能源效率。第二个是一个系统的系统主要是TDD， fdd，两频道都有资金，而且有很大的差异。在大多数专家开始使用这项技术的时候，只有在TDD的情况下，才会研究有关的扩展方法的内容，而这就是从中获取信息的渠道。即使这个大规模应用mimo技术由于具有优势，但是，当多个系统数量不足，为了解决这个问题，专家们，近年来，通过统计信息的用户组，以及在过去一层的初步编码，高维的转换频道，最终有效地降低了飞行员的有效成本。当然，对于大规模的mimo系统来说，作为一个更简单的设计和一个光的发射机，在未来的问题上，能源分配的算法，仍然是通信技术的主要关注。

（2）绿色通信技术。今天，通信技术引起高能现象引起越来越广泛的关注，并为全球通信技术的可持续发展提出更多问题，据不完全统计信息和通信技术在世界占能耗超过3%的年能耗比例大幅增加。随着信息和通信技术的传播，能源和通信技术的传播也越来越严重。即使是5G通信系统的零距离，也没有达到1000次通信系统的主要目标。尽管在较低的转移条件下，排放的全部排放可能同时达到最佳的效率和能源效率，但在高质量的信号、效率和能源效率方面，他们明显的差异。在通信系统中，在通信和基本框架方面也有有效的权衡。目前，由于通信技术的效率和高能源效率，系统的无线通信技术已经达到解决的问题。最近，在一个多用户的系统中，有一个系统和一个大规模的mimo系统，以确保资源优化的问题。与此同时，能源和资源消耗能力的平衡，我们可能希望利用资源的效率，利用资源进一步优化。除此之外，我们也不能忽视这一关键问题，如果这些因素是世界上最乐观的问题，就会有更大的问题。这一参数的能源消耗和密切关注这一参数并不等于零，而与此同时，大规模能源消耗的通信系统也将不可避免地成为能源效率系统的能源系统。

（3）异构无线通信网络。目前，随着集成电路科学技术的进步，通信系统和终端容量得到了很大的提高，通信技术与计算机技术的有机结合，各种无线接入技术日趋成熟，普及。早在4G移动通信网络中，就已经提出了选择多个网络节点或覆盖范围，包括宏小区、微区、中继、家庭基站和WiFi接入点。传统的基于信干比或接收信号强度的接入节点选择机制不能满足通信节点多样化的异构通信网络的需要。为了实现负载传输，提高网络吞吐量，弥補宏碁站所覆盖的黑洞，必须将多个发射功率的多个接入节点引入异构网络中。同时，为了显示接入节点的功能，应该引入接收节点的创新选择机制。对于覆盖，例如，引入扩展机制，即在其低功率接入用户节点的基础上加上一定的部分强度的信号强度，然后选择多个节点等待正确的操作。可以看出，这种修改的访问机制能够更快地完成负载的转移和平衡任务。较低的网络延迟可以进一步提高这些应用程序的安全性，这对改进功能非常重要。如果不同的网络可以互相兼容，那么市场上相关技术的份额将会大大提升。然而，只有从目前的情况来看，没有网络通信技术可以与不同的网络兼容。即使某些网络可以兼容，应用程序的范围也非常有限。5G网络通信技术最突出的优点是兼容性好。它可以满足不同通信设备的应用需求。同时，它可以集成不同类型的网络，大大增加5G网络的应用群体。此外不同网络系统的兼容性可以降低维护成本，提高经济效率。

（4）毫米波高频段通信技术。毫米波高频段通信技术是解决频谱资源稀缺的有效方法。所谓“毫米波”是指的波长在10mm 到1mm 之间的电磁波， 在当下的无线通信系统之中毫米波的优点正在逐渐被人们所重视。但是要想应用毫米波段的通信技术是需要考虑电磁波在大气中的传播特性的，毫米波的缺点是在大气中的散失较为严重， 所以只能够适用于短波通信，当然5G通信系统要想发展是必须要克服毫米波高频段通信技术这一缺点的。毫米波与微波通信的区别主要是在传输信道模型以及多径数目等方面， 因此现有微波频段的MIMO通信系统都不适合毫米波通信系统。但是为了克服这一缺点， 有关研究人员提出了“混合波束成形”的理念， 主要是结合了数字域波束成形以及模拟域波束成形的概念， 已经成为5G通信系统的研究重点。要想真正的推进5G 通信系统的应用也需要对这部分的技术进行研究。

5G通信系统的应用是未来无线通信业发展的必然趋势，但是目前国内对于这方面的研究还存在很多问题，这是我们必须要面对的一个现实。而且相比较国外对于这方面的研究速度，我们真的可以说是非常落后。所以说只有完善这方面的工作细节，才能够真正推进5G 通信系统走向实践，真正满足人们对无线数据业务的需求，为国内的经济发展提供重要的推力。

参考文献：

[1] 周一青，潘振岗，翟国伟，田霖.第五代移动通信系统5G标准化展望与关键技术研究[J].数据采集与处理，2017，04：714-724.

[2] 刘海燕.面向5G的超密集网络中分布式无线资源管理的研究[D].北京交通大学，2016.

[3] 周江.面向5G的分层次分布式云服务系统资源优化调度与分配[D].电子科技大学，2015.

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