5G無線通信技術(shù)發(fā)展跟蹤與分析

趙可 王春北

摘要：文章針對SG移動通信技術(shù)的特點，探究SG無線通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，分析5G無線通信技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)與機遇，探討該技術(shù)的發(fā)展跟蹤與分析。

關(guān)鍵詞：5G；無線通信技術(shù)；特點；機遇與挑戰(zhàn)；發(fā)展跟蹤

通常情況下，5G無線通信技術(shù)指的是第五代無線電話行動通信標準，也就是第五代無線通信技術(shù)。隨著4G無線通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，5G無線通信技術(shù)已經(jīng)著手進行研究，并成了當前無線通信技術(shù)研發(fā)的主要方向。從技術(shù)層面來看，5G無線通信技術(shù)是對4G無線通信技術(shù)的一次技術(shù)突破，其在網(wǎng)絡(luò)連接的穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸以及網(wǎng)絡(luò)寬帶等方面都有了很大提升，極大地滿足了信息時代對網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的需求。隨著對該技術(shù)研發(fā)的不斷深入，其應(yīng)用將會對人類社會的日常生產(chǎn)與生活帶來巨大的轉(zhuǎn)變，在一定程度上可解決無線通信技術(shù)各方面的限制，從而更好地促進社會發(fā)展[1]。

1 5G無線通信技術(shù)的特點

1.1頻譜利用率高

在5G移動通信技術(shù)中，高頻段的頻譜將被廣泛的應(yīng)用。當前的科技水平受限，高頻段頻譜受到高頻段無線電波的穿透力影響，高頻段頻譜資源的利用率還會受到某種程度的限制，但卻不影響光載無線組網(wǎng)、有線與無線寬帶技術(shù)的融合等技術(shù)的普遍應(yīng)用。

1.2通信系統(tǒng)性能得到提升

與傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)不同的是，SG無線通信技術(shù)是通過更加廣泛的多個點、多天線、多個用戶等相互協(xié)作與組網(wǎng)作為核心進行研究，從而大幅度提升通信系統(tǒng)的性能。

1.3先進的設(shè)計理念

室內(nèi)通信業(yè)務(wù)是通信業(yè)務(wù)的主體，而5G無線通信系統(tǒng)將首先確立在室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋以及業(yè)務(wù)上，與傳統(tǒng)設(shè)計歷年相比更具先進性。

1.4減少了能耗與運營成本

5G無線通信技術(shù)將軟配置設(shè)計作為未來研究的重點方向，網(wǎng)絡(luò)資源由運營商依據(jù)動態(tài)業(yè)務(wù)流量變化進行調(diào)整，有效減少能耗與運營成本。

1.5考量指標的轉(zhuǎn)變

5G無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更注重用戶體驗、交互式游戲、虛擬現(xiàn)實等指標作為5G無線通信網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵考量指標。

2 5G無線通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1高頻傳輸通信技術(shù)

由于通信技術(shù)的多元化發(fā)展，低頻段頻譜的應(yīng)用日趨緊張，使得5G無線通信技術(shù)無法找到符合自身的頻段[2]。若保證5G通信技術(shù)應(yīng)用中有足夠?qū)挼膫鬏攷?，需要將射頻器件調(diào)到合適的工作頻率以及頻段之上。因此，SG技術(shù)需要調(diào)至高頻段，主要由于此頻段頻譜資源豐富，且傳輸帶更寬。高頻段頻譜可滿足短距離、傳輸快的通信要求。而目前電磁波在傳播中的一些限制，使得高頻段傳輸存在一定難度，主要由于空氣介質(zhì)傳播的吸收作用，使高頻段電磁波傳輸出現(xiàn)大損耗。因此，現(xiàn)在的高頻段的電磁波傳輸主要通過直徑傳輸，基站與用戶傳輸路徑有很大制約，嚴重影響著自身的傳輸性能。另外，通信技術(shù)等方面還處于研發(fā)和實驗階段，其發(fā)展還不夠成熟，廣泛應(yīng)用還有一段距離。

2.2多天線傳輸技術(shù)

將高頻段頻譜的利用提升10倍以上，是SG無線通信技術(shù)需要解決的主要問題。使用足夠多的天線，可保證用戶使用不會受到影響，有效提升無線信號的性能。SG無線通信技術(shù)需要符合環(huán)保的標準，還要提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率。多天線技術(shù)在近些年的快速發(fā)展，主要就是為了提高頻譜效率。結(jié)合研究成果發(fā)現(xiàn)，目前能夠使用的天線數(shù)量達到了128根，研究出了3D-MIMO技術(shù)來確保用戶的使用，擴大了無線信號的覆蓋范圍。

2.3 D2D技術(shù)

D2D通信技術(shù)指的是通過兩個對等的用戶節(jié)點進行直接通信的通信方式。傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，信號覆蓋是通過基站來實現(xiàn)的，中繼站受到基站信號，要求基站與中繼站的位置固定，這對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有很大制約，同時也使基站建設(shè)投入的資金阻礙網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍擴大。D2D通信技術(shù)，將這些制約因素進行了改進，通過該技術(shù)實現(xiàn)了設(shè)備間的直接通信，使數(shù)據(jù)傳輸與設(shè)備交互不會受到信息基站與中繼站的限制，提高無線設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的接入方式與范圍，減少了無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)成本，提高了系統(tǒng)運行的經(jīng)濟效益[3]。

2.4全雙工技術(shù)與智能化技術(shù)

全雙工技術(shù)指的是將信息進行雙向發(fā)射，其不僅可以發(fā)射目前節(jié)電信號，還可以在同一時間接收另一節(jié)點的信號。該技術(shù)可以提升信息傳輸以及接受時間，若是傳輸?shù)男畔⒘勘容^大，則會對該技術(shù)帶來很大影響。所謂智能化技術(shù)，主要通過云計算技術(shù)來實現(xiàn)，云計算技術(shù)平臺作為一種大型的服務(wù)器，放緩數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r，還可以提升數(shù)據(jù)的處理時間，可以在同一時間內(nèi)處理不同的數(shù)據(jù)信息，也可以在較短的時間內(nèi)進行各種各樣的服務(wù)，從而滿足人們需求。

2.5密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

為了擴大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，需要在各小區(qū)內(nèi)實施密集的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，有效保證5G技術(shù)總體性能提高。密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可以引入足夠的低功率節(jié)點，促使熱點的加強，較少盲點的出現(xiàn)，保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋的不斷擴大，增大系統(tǒng)容量。在小區(qū)密集通信技術(shù)的應(yīng)用下，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，所受到的干擾也就越多。因此，在使用密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)時，需要加強其抗干擾能力”[4]。

2.6新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

SG無線通信網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共存的目的，且具有通信方式融合的網(wǎng)絡(luò)特征。由于通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，將來網(wǎng)絡(luò)主要以4G、5G等網(wǎng)絡(luò)形式而存在，實現(xiàn)無縫融合的網(wǎng)絡(luò)目標。因此，5G無線通信技術(shù)融合新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)分流的通信規(guī)劃等。另外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在通信行業(yè)的不斷融合與發(fā)展，實現(xiàn)了人與人、機器之間的通信。通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，有助于實現(xiàn)新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的發(fā)展。

3 5G無線通信技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)與機遇

3.1面臨的挑戰(zhàn)

盡管科學技術(shù)的不斷進步，但其在發(fā)展中依然存在著安全與隱私的問題，并對5G無線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展帶來很大影響。安全隱患方面，一些被應(yīng)用的連接設(shè)備，被破壞或被別人所使用，很可能造成安全隱患。盡管SG通信技術(shù)還處于研發(fā)階段，并沒有得到應(yīng)用，就以后的發(fā)展來看，消費電子設(shè)備所涉及的風險是最大的。另外，SG無線通信技術(shù)中設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)安全、隱私等方面進行了加強，但是隨著社會智能化的進步，SG無線通信技術(shù)可以進行良好任務(wù)安排，對于相關(guān)內(nèi)容不應(yīng)過多地控制，這樣才不會影響其生產(chǎn)率以及安全性。

3.2面臨的機遇

SG無線通信技術(shù)在許多方面都有很大創(chuàng)新，并為全球的智能設(shè)備提供使用。5G無線通信技術(shù)的發(fā)展，在傳輸速度、網(wǎng)絡(luò)連接和各種性能的擴展上有很大改變，也將會廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活中。該技術(shù)的應(yīng)用中，傳遞的傳感器以及設(shè)備數(shù)據(jù)等都有很大提高，極大地方便了人們的生活。與4G無線通信技術(shù)相比，SG無線通信技術(shù)在各個方面都有很大的提升，傳輸數(shù)據(jù)的速度更快、相應(yīng)延遲減少。在未來發(fā)展中，5G無線通信技術(shù)將會連接到個各種設(shè)備中，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享。5G無線通信技術(shù)對個人的影響：小區(qū)內(nèi)所有設(shè)備都可以與小區(qū)進行鏈接，相應(yīng)設(shè)備可為其提供更好的共享信息。這樣既方便了人們的生活，在功能足夠強大的時候，很有可能會被運用在不好的地方[5]。

4 5G無線通信技術(shù)發(fā)展跟蹤

由于5G無線通信技術(shù)受到社會各界的廣泛關(guān)注，其可能在近幾年就會得到普及應(yīng)用。對于該技術(shù)，通信系統(tǒng)容量、頻譜頻率、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及新的頻譜資源等成為該技術(shù)發(fā)展的主要途徑。5G無線通信技術(shù)從2013年進行研發(fā)，通過二十多個國家的研發(fā)人員進行參與，其中包括了我國的華為公司。該技術(shù)從研發(fā)到現(xiàn)在，一直備受社會各界的關(guān)注，對該技術(shù)還在積極的研發(fā)中，對其進行的試驗應(yīng)用的情況來看，其優(yōu)勢十分明顯，對其未來的發(fā)展，該技術(shù)將注重對技術(shù)的研發(fā)與改進，主要為了最大限度地提升該技術(shù)的各種性能，進一步發(fā)揮出該技術(shù)的實際應(yīng)用。我國早前就對SG通信技術(shù)的未來發(fā)展進行了規(guī)劃，主要對其業(yè)務(wù)能力進行提升，包括傳輸速率、信息容量以及頻譜的工作效率等方面。該技術(shù)將與射頻等無線技術(shù)進行結(jié)合，為廣大的用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)。通過對通信系統(tǒng)資源的合理配置，將動態(tài)流量作為合理配置的重要依據(jù)，可有效降低該技術(shù)應(yīng)用的成本，還有助于對SG通信信號覆蓋范圍的不斷擴大。而在未來幾年中，對該技術(shù)不斷的研發(fā)和改進，為的就是使該技術(shù)能夠有一個更好的發(fā)展前景[6]。

5 結(jié)語

隨著互聯(lián)網(wǎng)用戶的不斷增加，以及對網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)要求的不斷提高，當前的無線通信技術(shù)已經(jīng)無法滿足社會發(fā)展的需求，加快SG無線通信技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，是當前迫切需要解決的問題。就目前來看，SG無線通信技術(shù)已經(jīng)有了比較完善的技術(shù)體系，但還無法進行實際的應(yīng)用，還需要研發(fā)人員不斷加快研發(fā)腳步，使人類社會早日迎來SG無線通信技術(shù)，使該技術(shù)能夠得到普及和廣泛應(yīng)用。而SG無線通信技術(shù)的不斷改進和提高，社會信息化程度以及經(jīng)濟發(fā)展速度也將發(fā)生巨大改變。

[參考文獻]

[1]席亞飛5G無線通信技術(shù)發(fā)展跟蹤與分析A].《建筑科技與管理》組委會2017年7月建筑科技與管理學術(shù)交流會論文集[C]北京：《建筑科技與管理》組委會，2017：2.

[2]徐鵬，郭鴻.對新時期5G無線通信技術(shù)發(fā)展跟蹤與應(yīng)用分析[J]通訊世界，2017（9）：58-59.

[3]周彬5G無線通信技術(shù)發(fā)展跟蹤與分析[J].中國新通信，2017 （8）：31

[4]鄭少丹論5G無線通信技術(shù)發(fā)展跟蹤相關(guān)應(yīng)用[J].建材與裝飾，2016 （30）：124-125.

[5]網(wǎng)曹亮杰關(guān)于5G無線通信技術(shù)發(fā)展跟蹤與分析[J]通訊世界，2016 （7）：30.

[6]王景堯，白巖，孟祥嬌，等.5G無線通信技術(shù)發(fā)展跟蹤與分析[J].現(xiàn)代電信科技，2014 （12）：1-4.