試論面向5G通信的射頻關(guān)鍵技術(shù)

莫強(qiáng)

摘要：在5G通信技術(shù)領(lǐng)域中，射頻關(guān)鍵技術(shù)是5G通信系統(tǒng)的重要技術(shù)。基于此，本文分析了5G通信系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢，從交互協(xié)作、高端頻譜應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等方面進(jìn)行了分析，并探討了面向5G通信的射頻關(guān)鍵技術(shù)，從大規(guī)模MIMO技術(shù)、同頻全雙工技術(shù)等方面進(jìn)行了探析。

關(guān)鍵詞：5G通信技術(shù)；射頻關(guān)鍵技術(shù)；MIMO技術(shù)

前言：

在移動通信領(lǐng)域，5G通信技術(shù)的應(yīng)用無疑是一次巨大的變革。相較于4G通信技術(shù)，5G通信技術(shù)在應(yīng)用中具有顯著的優(yōu)勢，具象體現(xiàn)于更廣的覆蓋范圍、更高的傳輸效率、更優(yōu)良的用戶體驗(yàn)及傳輸延時(shí)。由此，對于5G通信技術(shù)而言，一旦投入實(shí)踐應(yīng)用，就可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的傳輸，并保證傳輸效率及質(zhì)量。

1.5G通信系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢

關(guān)于5G通信系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢，應(yīng)從交互協(xié)作、高端頻譜應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等方面分析，具體可參考以下內(nèi)容：第一，交互協(xié)作。5G通信技術(shù)具有較高的技術(shù)融合性，可與其他技術(shù)實(shí)現(xiàn)無縫對接，進(jìn)而構(gòu)建5G通信系統(tǒng)，并提升該系統(tǒng)的應(yīng)用水平。依托5G通信技術(shù)，5G通信系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)交互協(xié)作。由于技術(shù)水平大幅提升，5G通信系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)及多用戶協(xié)作。由此，5G通信系統(tǒng)就可構(gòu)建多點(diǎn)及多用戶協(xié)作的網(wǎng)絡(luò)組織。故而，相較于其他通信系統(tǒng)，5G通信系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)組織系統(tǒng)的整體性能更為優(yōu)良。第二，高端頻譜應(yīng)用。在5G通信系統(tǒng)中，諸多高頻譜段得以應(yīng)用，可進(jìn)一步提升信息資源及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸速率。然而，由于高頻譜段的穿透力有限，尚需結(jié)合使用無線及有線技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)兩種技術(shù)的互補(bǔ)，進(jìn)而提升移動通信質(zhì)量及效率。第三，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。對于5G通信系統(tǒng)而言，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可融合多種網(wǎng)絡(luò)，不僅包括WIFI網(wǎng)絡(luò)及蜂窩網(wǎng)絡(luò)，還包括與5G網(wǎng)絡(luò)相匹配的多天線網(wǎng)絡(luò)及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。由此，通過網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備連接，5G通信系統(tǒng)可統(tǒng)一管控整體網(wǎng)絡(luò)的信息交互，并保證極快的傳輸速度及超低的時(shí)間延遲。

2.面向5G通信的射頻關(guān)鍵技術(shù)

2.1大規(guī)模MIMO技術(shù)

所謂大規(guī)模MIMO技術(shù)，即是基站端遠(yuǎn)大于系統(tǒng)天線數(shù)，以滿足客戶實(shí)際需求。探析大規(guī)模MIMO技術(shù)受到重視的原因，就在于該技術(shù)獨(dú)特的應(yīng)用特性，其中就包括提升整體移動網(wǎng)絡(luò)容量、規(guī)避通信中斷及信號衰落等特性。簡而言之，隨著用戶數(shù)量及天線數(shù)量的增加，移動用戶之間的通訊會出現(xiàn)相交現(xiàn)象。通過大規(guī)模MIMO技術(shù)的應(yīng)用，就可有效規(guī)避用戶之間的通訊干擾，進(jìn)而提升整體的移動網(wǎng)絡(luò)容量。同時(shí)，隨著基站天線數(shù)量的增長，通信過程中的缺陷將被彌補(bǔ)。由此，通過大規(guī)模MIMO技術(shù)的應(yīng)用，移動用戶之間就可規(guī)避通信中斷及信號衰落現(xiàn)象。探析MIMO技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，可從5G通信系統(tǒng)分辨率、信息傳輸系統(tǒng)波束集中、5G通信系統(tǒng)基本觀點(diǎn)等方面分析[1]。其一，5G通信系統(tǒng)分辨率。對于5G通信系統(tǒng)而言，MIMO技術(shù)可提升該系統(tǒng)的分辨率，進(jìn)而更深層次地開發(fā)利用空間維度資源，并提升時(shí)頻資源利用效率。由此，對于運(yùn)行企業(yè)而言，不僅可以節(jié)約互聯(lián)網(wǎng)資源，還可降低建設(shè)成本。簡而言之，在大規(guī)模MIMO技術(shù)體系下，可同時(shí)運(yùn)行基站及空間自由度，并不需要加大基站密度及寬帶傳輸效率。第二，信息傳輸系統(tǒng)波束集中。對于信息傳輸系統(tǒng)而言，MIMO技術(shù)可將該系統(tǒng)波束集中于有限空間之內(nèi)，并規(guī)避外界電波的干擾。第三，5G通信系統(tǒng)基本觀點(diǎn)。對于5G通信系統(tǒng)而言，MIMO技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)了5G通信技術(shù)的基本觀點(diǎn)，具象體現(xiàn)于基站傳輸信號表示、移動接收信號表示、信息傳輸容量表示等。

2.2同頻全雙工技術(shù)

在5G通信系統(tǒng)建設(shè)中，由于需要大量頻譜資源的支撐，應(yīng)對頻譜資源進(jìn)行全面分析。在4G時(shí)代，探析頻譜資源的挖掘方式，應(yīng)包括FDD及TDD方式，但以上兩種方式并不能提供大量的頻譜資源，難以滿足5G通信系統(tǒng)的建設(shè)需求。而同頻全雙工技術(shù)，就為大量頻譜資源的挖掘提供了關(guān)鍵方式，由于該技術(shù)的挖掘性能較高，已經(jīng)受到業(yè)界內(nèi)的廣泛重視。依托同頻全雙工技術(shù)，5G通信系統(tǒng)建設(shè)就具備了豐富而可靠的頻譜資源，進(jìn)而提升信息傳輸速率。然而，對于5G通信系統(tǒng)而言，現(xiàn)今同頻雙全工技術(shù)并未發(fā)揮出較好的積極作用，具象體現(xiàn)于同頻段接收時(shí)形成了較大干擾。由此，為發(fā)揮同頻雙工技術(shù)的優(yōu)勢，相關(guān)研究人員提出了兩種全新技術(shù)，即是模擬域自干擾技術(shù)、數(shù)字域自干擾消除技術(shù)[2]。所謂模擬域自干擾技術(shù)，探析該技術(shù)的技術(shù)原理，即是在射頻電路中形成抵消信號，一旦自干擾信號較弱，就可產(chǎn)生良好的消除效果，反之會引起滯后問題。所謂數(shù)字域自干擾消除技術(shù)，探析該技術(shù)的技術(shù)原理，即是利用ADC采集同頻雙全工收發(fā)機(jī)信號，并依托消除算法，對自干擾信號的影響進(jìn)行排除。除此之外，通過ADC，可將自干擾信號轉(zhuǎn)讓至模擬域中，隨之結(jié)合射頻調(diào)質(zhì)與自干擾消除技術(shù)，對干擾信號進(jìn)行消除。相較于模擬域自干擾技術(shù)，數(shù)字域自干擾消除技術(shù)可從多個(gè)層面抵消自干擾信號，且該技術(shù)應(yīng)用具有較高的便捷性及有效性。然而，探析數(shù)字域自干擾消除技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，尚且存在一定的局限性。例如，在消除效果層面，發(fā)射通道會對消除效果產(chǎn)生影響。由此，對于自干擾問題，尚且存在技術(shù)難點(diǎn)。為保證同頻雙全工技術(shù)的應(yīng)用效果，相關(guān)研究人員應(yīng)致力于自干擾次消除技術(shù)的研究。

結(jié)論：

綜上所述，為推動5G通信系統(tǒng)的應(yīng)用，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)加大射頻關(guān)鍵技術(shù)的研究力度。經(jīng)過以上分析可得，對于MIMO技術(shù)的研究，應(yīng)注重發(fā)揮該技術(shù)在空間維度資源開發(fā)利用、規(guī)避外界電波干擾等方面的作用，并促進(jìn)MIMO技術(shù)與5G通信技術(shù)的融合應(yīng)用；為保證頻譜資源的挖掘數(shù)量及質(zhì)量，相關(guān)研究人員應(yīng)推動同頻全雙工技術(shù)的應(yīng)用，并加大自干擾消除技術(shù)的研發(fā)力度，致力于完善模擬域自干擾技術(shù)及數(shù)字域自干擾消除技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]俞森吉.面向5G通信的射頻關(guān)鍵技術(shù)探討[J].無線互聯(lián)科技，2018，15（14）：12-13.

[2]陳河.面向5G通信的射頻關(guān)鍵技術(shù)探究[J].通訊世界，2018（03）：65-66.