芻議第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)的5G標(biāo)準(zhǔn)化關(guān)鍵技術(shù)

劉統(tǒng)

【摘要】 第5代移動(dòng)通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)將成為一種必然，目前，5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化在于其關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，文章介紹了幾種5G運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)其實(shí)現(xiàn)和發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】 第五代移動(dòng)通信 標(biāo)準(zhǔn)化 關(guān)鍵技術(shù)

將第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析和闡述如下，明確5G發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，并促進(jìn)其發(fā)展是當(dāng)下的主要目標(biāo)。

一、大規(guī)模MIMO技術(shù)

大規(guī)模MIMO技術(shù)即多天線技術(shù)，該技術(shù)使移動(dòng)通信效率極大的提高，是3G、4G時(shí)代通信網(wǎng)運(yùn)行不可缺少的技術(shù)。5G時(shí)代，MIMO技術(shù)將進(jìn)一步得到應(yīng)用和開發(fā)。通信系統(tǒng)天線最多為8根，多數(shù)為4根，5G時(shí)代，設(shè)計(jì)人員將著重解決這一問題。大規(guī)模MIMO技術(shù)將實(shí)現(xiàn)單小區(qū)之間的合并，提高基站天線配置數(shù)量，可以實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)時(shí)頻資源上為更多的用戶提供服務(wù)。大規(guī)模MIMO技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：1）大規(guī)模MIMO技術(shù)的空間分辨率將大大的提高，可以挖掘更多的空間資源，從而增加基站服務(wù)的空間自由度，在同一時(shí)間服務(wù)更多客戶。在不增加帶寬的前提下實(shí)現(xiàn)了通信容量的增加。2）大規(guī)模MIMO技術(shù)可將波束集中于很窄的范圍內(nèi)，可有效降低移動(dòng)通信過程中的干擾，因此5G時(shí)代將實(shí)現(xiàn)低干擾甚至無干擾模式。采用大規(guī)模MIMO技術(shù)還可以降低系統(tǒng)的發(fā)射功率，對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的效率具有積極作用，是5G網(wǎng)區(qū)別于4G網(wǎng)的重要特征之一。3）大規(guī)模MIMO技術(shù)提供多天線，優(yōu)化了線性預(yù)編碼和線性檢測(cè)器，從而優(yōu)化了5G的運(yùn)行環(huán)境。目前，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模MIMO技術(shù)主要應(yīng)從信道容量和傳輸性能入手，但是無論是技術(shù)上還是資金上，都存在一定的困難。

二、基于濾波器組的多載波技術(shù)

基于濾波器組的多載波技術(shù)又稱FBMC技術(shù)，是未來無線通信系統(tǒng)的主要技術(shù)之一。在4G網(wǎng)運(yùn)行時(shí)代，OFDM作為核心技術(shù)主要應(yīng)用于LTE和LTE-A系統(tǒng)的下行鏈路信號(hào)傳輸。缺點(diǎn)是無法有效解決多徑衰落，采用循環(huán)前綴解決多徑衰落問題會(huì)帶來嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。另外4G時(shí)代的OFDM技術(shù)對(duì)載波頻偏的敏感性過高，要求子載波在相同帶寬下運(yùn)行，靈活性低。 在5G系統(tǒng)中， 為了能提高移動(dòng)通信的效率，寬帶運(yùn)行要達(dá)到1GHz，因此主要擬解決的問題在于通信系統(tǒng)低頻段連續(xù)寬帶資源的獲得。目前的通信系統(tǒng)中尚存在大量的空白資源未利用，要實(shí)現(xiàn)5G時(shí)代的FBMC技術(shù)，應(yīng)大力開發(fā)這些空白資源，優(yōu)化頻譜使用效率。我國5G技術(shù)的研發(fā)在世界范圍內(nèi)處于先進(jìn)水平。其中， 基于濾波器組的多載波技術(shù)最有可能解決5G網(wǎng)的頻譜優(yōu)化問題。濾波器組技術(shù)的研究已經(jīng)超過30年，并且能夠廣泛的應(yīng)用于信號(hào)處理、圖像處理中。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是利用發(fā)送端的合成濾波器組來完成多載波調(diào)制，而接收端則依靠分析濾波器組來完成?？梢?，合成濾波器組和分析濾波器是該技術(shù)的核心，是對(duì)OFDM技術(shù)的改良。FBMC技術(shù)是一種基于頻率響應(yīng)需求而設(shè)計(jì)的技術(shù)，載波之間需正交，但無需插入循環(huán)前綴，這與OFDM技術(shù)完全不同。能實(shí)現(xiàn)各子載波的控制與帶寬設(shè)置，從而對(duì)5G網(wǎng)運(yùn)行干擾予以排除。并且該技術(shù)能夠?qū)α闵⒌念l譜資源進(jìn)行收集，并且在不同步信道下就可以完成頻譜資源的處理，提高了通信鏈路的信息傳輸速度，將成為5G時(shí)代不可缺少的核心技術(shù)之一。

三、超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

5G系統(tǒng)是一個(gè)龐雜的系統(tǒng)，從某種角度講，5G技術(shù)不僅具有大量先進(jìn)的新技術(shù)，還要囊括4G、3G和無線網(wǎng)的核心技術(shù)。因此在基站的建設(shè)上需要宏站和微站之間相互配合。超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種多層覆蓋的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，旨在實(shí)現(xiàn)多層次不同的網(wǎng)絡(luò)制式的共同運(yùn)營，可以滿足5G網(wǎng)的運(yùn)行需求，因此應(yīng)成為5G時(shí)代研究的重點(diǎn)。3G、4G時(shí)代，用戶在網(wǎng)絡(luò)使用過程中存在多個(gè)低功率頻段，并且具有不同的特征。5G網(wǎng)的設(shè)計(jì)方向之一就在于充分利用這些低功率節(jié)點(diǎn)，從整體上提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。所謂超密集就是減少小區(qū)半徑，實(shí)踐證明，頻譜資源復(fù)用是最好的提高頻譜效率的方法。而頻譜效率復(fù)用就是通過減少小區(qū)半徑實(shí)現(xiàn)的。5G網(wǎng)運(yùn)行速率大大提高，需要極大的傳輸能力支持，減少小區(qū)半徑是必然途徑。在以往的通信設(shè)備安裝過程中，減小小區(qū)半徑主要是通過小區(qū)分裂的方式來實(shí)現(xiàn)，但是網(wǎng)絡(luò)需求量不斷增加，小區(qū)覆蓋面積減少則最優(yōu)站點(diǎn)無法獲得，影響通信網(wǎng)絡(luò)的整體運(yùn)行質(zhì)量。因此，超密集異構(gòu)的部署方式就成為提供網(wǎng)絡(luò)容量的最佳方式。5G網(wǎng)時(shí)代，宏站覆蓋部署密度將是4G網(wǎng)的10倍甚至更高，基站之間的距離也將更小，并且可以同時(shí)支持的用戶可高達(dá)25000個(gè)/平方公里，超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的形成具有必然性，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)更加密集，網(wǎng)絡(luò)容量大大提高，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率顯著的提高。

總結(jié)：移動(dòng)通信5G時(shí)代即將到來，這一移動(dòng)通信模式的實(shí)現(xiàn)也符合技術(shù)發(fā)展和客戶需求。5G系統(tǒng)的建立過程中需要大量的技術(shù)支持，其中包括大規(guī)模MIMO技術(shù)、基于濾波器組的多載波技術(shù)、超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。文章就其部分關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，旨在進(jìn)一步剖析我國5G系統(tǒng)的發(fā)展，早日實(shí)現(xiàn)5G通信技術(shù)，為用戶提供更多的方便。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]尤肖虎，潘志文.5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)[J].中國科學(xué)，2014（5）.

[2]曹淑敏.第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)的5G標(biāo)準(zhǔn)化關(guān)鍵技術(shù)[J].移動(dòng)通信，2015（7）.