面向5G无线通信系统的关键技术综述

2021-12-27刘猛

科学与信息化 2021年18期

刘猛

中移系统集成有限公司北京 100032

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，其覆盖的面积也相对比较的广泛。从目前移动通信行业实际的需求出发考虑，5G肯定要比4G拥有更广阔的应用空间和发展前景。目前在我国和国外相关组织的推动下，对于5G通信系统技术的研究有了一定的成果。而且我国政府目前也在积极地寻求各种途径。我们必须要充分地认识到5G通信技术能够成为移动互联网发展和其他新兴行业发展重要的推动力。目前在互联网背景下开展的通信业务很多都是借助无线通信的方式开展的，而且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[1]。

2 5G无线通信通信系统的关键技术

2.1 GSM900语数分离技术

这一技术打破了传统的2G语音和数据配置参数模式，将2G数据信道全部固定在BCCH载频上，将BCCH载频不参与功控和数据业务功控支持性差的两种不利因素进行结合，达到最大程度将低干扰、提升质量目的。后续FDD900扩频10M，BCCH复用度将要远大于TCH，为保障2G数据业务感知，尤其是2G物联网用户感知，将静态PDCH全部调整至BCCH载频，每小区至少保留1条静态PDCH信道。由1个静态PDCH+全动态TCH调整为BCCH全静态PDCH承载数据+TCH承载语音，需分场景选择性借鉴,适用于数据等效话务量不高的小区（BCCH共8个信道，1个BCCH+3个SD+4个静态PDCH，理论上4个静态承载数据等效话务量为1.09erl）。

2.2 GSM降配减容

在频率腾退过程中，重点优先保障2G网络承载能力和客户感知。严禁强开10M导致GSM半速率大幅提升、语音感知劣化。尤其对于2G语音业务占比仍较高的重点区域，坚决避免语音感知剧烈波动。900MHz腾频工作须确保网络运行平稳，实施前后各网络关键指标和客户感知不发生明显劣化。

2.3 FDD900扩频

扩频10M是网络演进必然过程，可解决4G覆盖难点、45G过渡期负荷和投资矛盾、D频段退频容量补充等多项问题。以语音满意度和投诉为主要引导，可用优先，在FDD900扩频过程中，适当放宽半速率话务占比等部分指标限制，允许KPI指标有小幅下行波动（一般0.3PP左右）。

2.4 5G无线关键技术

随着目前移动互联网的发展，移动端的业务需求在不断地增加，对于无线网络技术和传输技术提出了更高的要求。在无线网络方面，网络架构好组网技术也会变得更加的灵活和智能化。网络架构会采取控制和转发分离等软件完成相关的控制操作任务，使用统一的自组网和异构超密部署等技术进行设计。把无线传输方面引入能进一步挖掘频谱效率提升潜力等技术，比如如先进的多址接入技术、多天线技术、编码调制技术、新的波形设计技术等。首先是全频谱的使用。其拥有了丰富的空闲频率资源，天线增益相对较高，而且天线和设备变得小型化。所以5G将实现全频段的接入，在这里面低频段是5G核心频段，主要用于无缝的覆盖，高频段则是辅助频段，对于热点区域完成速率上面的提升。所以全频谱接入采用高频和低频混合组网，充分挖掘高频和低频的优势，实现了5G当中无缝覆盖还有大容量和高速率等方面的需求。但是高频信号在移动条件下容易受到一定的阻挡，反射还有散射和大气吸收等因素也会受到一定的影响。另外高频信道和传统蜂窝网络信道之间也存在着较大的差异性。比如信道的变化较快，传统中会产生较大的损耗，绕射能力不佳，所以就需要对高频信道测量与建模、高频新空口，组网技术以及器件等内容展开深入的研究[2]。

2.5 超密集异构网络

5G网络正在朝着多元化还有宽带化和综合性以及智能化的方向进行发展。随着各种智能终端设备不断地普及，那么移动数据流量也呈现出爆炸式增长的模式。那么在未来的5G网络当中，减小小区半径，增加低功率节点数量，是保证未来5G网络支持1000倍流量增长的核心技术之一。所以鉴于上面的这种情况，超密集异构网络也会成为未来5G网络提升数据流量的重要技术。虽然这种网络架构在5G网络中具有很好的发展前景，但是节点之间的距离减少，越发密集的网络部署将使得网络拓扑更加复杂，从而容易出现与现有移动通信系统不兼容的问题。在5G网络移动通信当中，我们必须要解决的一个重要的问题就是干扰。在网络当中出现的干扰有同频干扰还有共享频谱资源的干扰等等。而在5G网络中，相邻节点的传输损耗一般差别不大，这将导致多个干扰源强度相近，进一步恶化网络性能，使得现有协调算法难以应对。