关于 5G无线通信系统关键技术探析

关于 5G无线通信系统关键技术探析

张鹏

广东南方通信建设有限公司

摘要：5G作为一种新型移动通信网络，不仅要解决人与人通信，为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频等更加身临其境的极致业务体验，更要解决人与物、物与物通信问题，满足移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等物联网应用需求。最终，5G将渗透到经济社会的各行业各领域，成为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施。

关键词：5G；无线通信；关键技术

引言：

第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology，简称5G）是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。5G无线通信技术的优势包括以下几点：第一是传输速率快，主要采用了移动通信技术，是传统通信技术传输速率的十倍以上，并且在波段28Hz的办法下传输速度高达1G；第二是兼容性强，从属性上剖析，5G通信技术是兼容2G、3G、4G为一体的通信途径，能够支撑多种网络通信技术的运用，还可联接WIFI等无线技术，进一步拓宽了通信服务水平，在网络途径付出方面可跋涉其安全性；第三是本钱投入低，在之前的通信技术均以物理层面知识营运为主，缺少立异性，并且也没有将环保理念融入其间，只是寻求经济利益，但是5G无线通信技术有用处理这一现状，是从当时无线通信技术的实践打开现状启航，无论是耗能仍是本钱投入量均较低。

一、5G无线通信系统关键技术

1.自组织技术

传统模式下的移动网络通信，还需要人力加以支持，但是针对网络通信系统，依旧需要实现其动态的监测处理。在具体的监测环节则需要大量人力与物力资源的支持，导致移动网络通信成本增加。就相关的资料分析来看，移动网络通信系统运行花费的成本超过总成本的70%，所以需要最大限度压缩成本，获取最大化的成本效益。随着网络信息技术的发展，在无线网络持续扩展的今天，传统的人力方式无法满足时代的发展要求，应将无线网络的自组织功能发挥出来，节省运行成本。基于自组织技术的合理使用，通信系统能够实现其智能化的运转，最终达成自主配置、自动愈合的基本要求。无论是在实施网络规划中，还是在网络的部署环节，都可以利用5G无线通信来实现自动运行，这样才能将外部环境的不利影响消除掉。考虑到5G无线通信系统本身的内部结构相对复杂，导致其管理难度进一步加大，就需要利用自组织来形成相应的维护方案。第一，分析网络的实际需求，并且按照需求来制定管理维护方案。第二，加强对网络自组织能力的测试，针对系统进行查漏补缺。第三，认真执行管理维护方案，实现5G无线通信系统的持续改进。

2．多输入多输出技术

在5G通信系统中应用最多的就是无线传输技术。但是，由于一些客观因素的影响，无线传输技术在5G应用过程中依旧存在着一些问题。因此，在这样的背景下，为了进一步加强对无线传输技术的应用，保证5G中通信系统的稳定运行，对大规模MIMO技术进行了分析。这项技术主要是在发射器和接收器之间进行了相关的设置，技术人员在对其进行使用的过程中，可以通过调整多个天线数量和角度，对其进行适当的调整，这样能够让5G无线通信信道容纳更多的信息数据。在大规模多输入多输系统实际的运行过程中，相关设备都具有大量接收天线，这样可以有效地保证其结构的稳定性，让MIMO通信系统在实际运行过程中发挥自己的优势。

3.高频传输技术

伴随着我国无线通信技术的日趋完善和大面积的应用，无线通信低频段频谱资源即将消耗殆尽，无法满足5G无线通信技术的新频段要求。根据相关调查发现，为使得5G无线通信技术能够最大化发挥自身作用，已经在不断的调整频率发生器，进而保障5G无线通信技术更好的应用。所以，今后的5G无线通信技术或向着高频率的方向发展，尤其是毫米波频段，这是由于该频段有着诸多的频谱资源，同时还有很好的持续带宽，可以最大化满足短距离高速度的传输要求。低频波在实际中通过穿透能力差，可饶射能力强，但受限于频谱资源稀缺，只能做网络深度覆盖和薄覆盖，而采用高频传输技术可以与低频形成技术互补，因为其穿透能力强绕射能力差所以大部分能量用于视距覆盖，所以可能用来做容量层解决网络阻塞问题。尤为需要注意的是，现如今存在的高频传输技术仍旧存在诸多改进的地方，需要相关工作人员加大研究力度，促使高频段通信技术向着更好的方向发展。

4.毫米波通信技术

无线通信对频谱资源的依赖性较强，可以说，频谱资源能否得到有效利用，对无线通信所表现出运行速率起决定作用。现阶段，对无线通信加以运用所表现出特点，主要是频谱资源集中，这也是导致缺陷、漏洞存在的主要原因，通信质量自然会受到影响。由此可见，对网络进行构建时，有关人员应将资源利用率维持在较高水平，确保资源短缺等问题均可得到有效解决。以上便是毫米波通信被提出的背景，该技术强调以毫米波为基础，通过充分利用频段的方式，对波束天线进行生成，以此来达到对相关资源进行增加的效果。除此之外，由于波束天线的构成要素为毫米波技术，这也决定其拥有更为突出的拓展性、穿透性与反射性，在实际运用时，有关人员应将重心放在对雨衰、穿透损耗和路径损耗加以解决的方面，避免所带来影响的进一步扩大。研究表明，对任意信号进行发射，均会有路径损耗存在，这与信道传播、发射扩散等特点存在直接关联，另外，可能给信号传输带来影响的因素较多，二次损耗的问题无法避免，由研究结果可知，在传播距离固定的前提下，频率与损耗的关系为正相关，也就是说，越高的频率，通常会带来越大的损耗，这就要求有关人员将大规模天线用于高频段，通过集中能量的方式，将辐射扩散所带来损耗维持在合理范围。

二、5G无线通信技术应用前景

　　1.在安卓系统的使用

　　目前很多移动智能设备的终端都是安卓系统，这是一个由开放性以及本质性源代码所制作而成的系统，其架构是分层的，主要分成四个层次。而5G纳米核心技术能够使用在系统内核中，这个技术能够解决安卓硬件渠道基础性文件分离的情况，安卓系统是具备开放性特征的，因此安全性往往比较薄弱，使用5G纳米技术能够让安卓系统的保密功能获得全面提高。

　　2.自动驾驶汽车

　　自动驾驶汽车可以在5G无线网络的使用之下获得更协调的支持，能够实现无论是中央控制器相互之间，或是在有交流干扰的情况下，甚至可以在没有红绿灯的路上，所有的汽车都可以井然有序地处在驾驶状态当中，不会出现任何碰撞事件。

　　3.视讯会议使用

　　使用5G技术之后，超高的解析度能够让视讯会议的用户感觉到更加真实的体验，一些之前很难在视讯会议上完成的事情也能够通过试训进行完成，这是一种比较近距离的网络服务，在5G无线网络技术的普及之下将会进一步得以实现，5G无线网络技术能够更加快速的让数据传输始终保持在一个绝对的连贯性方面。

　　结语：

　　总而言之，在经济社会不断发展与更新的时代，通信技术表现出极强的生命力，尤其是5G无线通信系统的活力极强。在国际竞争中，通信技术成为国家战略层次上的关键性技术，必须要不断进行创新与研究。伴随着通信技术的日益成熟与进步，5G无线通信系统实现对未来通信技术的引领，成为前瞻性的产业，虽然信息系统本身拥有即时性与沟通协作能力较强的优势，但是5G无线通信系统的发展对人们提出严格的要求，必定会面临技术问题、阻碍，务必要持续优化和创新，实现5G无线通信系统的高效化运行。

　　参考文献：

　　[1]黄晔.5G无线通信技术的应用前景及趋势分析[J].农家参谋，2020（04）：225.

　　[2]张馨予，王欢.试论5G无线通信技术的应用前景[J].中国新通信，2019，21（22）：103.

　　[3]许建涛，朱立雷.5G无线通信技术的应用前景探析[J].中国新通信，2019，21（20）：28.