5G 通信數(shù)據(jù)傳輸可靠性研究

馬 飛

（西安中興新軟件有限責(zé)任公司，陜西 西安 710114）

0 引 言

5G作為新一代無線移動通信網(wǎng)絡(luò)，在傳輸速率和資源利用方面比4G通信有明顯提高，具有更優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)性能。通過加強(qiáng)5G通信數(shù)據(jù)傳輸方面的研究，保障5G通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽啃?，能夠有效推?G通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)一步推動社會的發(fā)展。

1 關(guān)于5G通信的相關(guān)概念和發(fā)展概述

目前，我國通信領(lǐng)域主要還是以4G通信技術(shù)為主，對于一些網(wǎng)絡(luò)信號不太好的地區(qū)，3G通信技術(shù)是主要的應(yīng)用技術(shù)?？傮w上，4G通信技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，普遍應(yīng)用于人們的生活。5G是第五代移動網(wǎng)絡(luò)或第五代無線通信系統(tǒng)的簡稱，是在4G標(biāo)準(zhǔn)以外的另一個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)。5G的發(fā)展要實(shí)現(xiàn)比4G更高的容量，能夠支持每個(gè)區(qū)域單位內(nèi)更多的移動寬帶用戶。5G通信的相關(guān)技術(shù)表現(xiàn)在超高效能的無線傳輸技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，能夠帶給人們更加先進(jìn)的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

如果將目前相關(guān)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于5G通信系統(tǒng)，能夠支持相應(yīng)的機(jī)器實(shí)現(xiàn)通信功能，會降低很多成本和能耗。5G通信技術(shù)的發(fā)展有可能會實(shí)現(xiàn)以下一些功能，或者其未來的部署會朝著這些方向發(fā)展[1]。

（1）5G通信網(wǎng)絡(luò)需要增強(qiáng)其安全方面的相關(guān)性能。5G通信系統(tǒng)會采用相應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)和多天線等技術(shù)，需要不斷增強(qiáng)其安全性能，做好相應(yīng)的安全防護(hù)，更好地提供一些廣播式的服務(wù)等功能。

（2）從理論上講，5G通信系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)高峰中的運(yùn)行速率最大能夠達(dá)到1 Gb/s，而且5G通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率也會大幅增加，并在同一時(shí)段減少相應(yīng)的基站數(shù)量，降低相應(yīng)的運(yùn)營成本，滿足用戶不斷增長的通信需求。

（3）5G通信系統(tǒng)能夠有效減少延遲潛伏期。我國的5G通信系統(tǒng)有望在2020年之前實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的商用，其發(fā)展也符合我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的實(shí)際需求，也是無線通信技術(shù)未來發(fā)展的趨勢。

在4G通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，5G通信技術(shù)能夠擁有更高的安全性能，成本相對較低，通信速率更快，在每一個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)都能夠?qū)崿F(xiàn)超快的數(shù)據(jù)傳輸和信號覆蓋，也能夠更好地解決通信信號出現(xiàn)的盲區(qū)問題，不斷提高通信服務(wù)的質(zhì)量。通過對3G和4G網(wǎng)絡(luò)的不斷研究，有效促進(jìn)了移動通信水平的提升，實(shí)現(xiàn)了我國移動產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。隨著對5G通信技術(shù)的深入研究，不久的將來5G通信技術(shù)會大量應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域，促進(jìn)各類產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2 5G通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署

為提高5G通信系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)速度，5G通信系統(tǒng)中應(yīng)用了超密集異構(gòu)技術(shù)，同時(shí)提高了空間維度的利用率，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)信號在室內(nèi)的覆蓋范圍。通過應(yīng)用超密集異構(gòu)技術(shù)能夠有效改善通信站點(diǎn)部署的密集度，使無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)施更加密集化，從而提高頻率的復(fù)用效率，進(jìn)一步提升了相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的系統(tǒng)容量。

2.2 非正交多址技術(shù)

我國傳統(tǒng)移動通信系統(tǒng)中多使用多址接入技術(shù)。應(yīng)用的多址接入技術(shù)都是正交類型，如在4G通信系統(tǒng)中使用的OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)，與其他多址技術(shù)相比，是4G系統(tǒng)最佳的多址方案。該技術(shù)能夠?qū)㈩l域內(nèi)給定的信道分成多個(gè)正交子信道，并用子載波對每一個(gè)子信道進(jìn)行調(diào)制。各子載波之間能夠進(jìn)行并行傳輸，降低波間的干擾。移動通信技術(shù)在不斷發(fā)展和改革，5G通信技術(shù)作為未來具有適應(yīng)性的萬物互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在其發(fā)送端應(yīng)用非正交多址接入技術(shù)能夠主動引入干擾信息。在5G通信系統(tǒng)的接收端具有串行干擾刪除功能的接收機(jī)，能夠正確解讀信息，從而提高移動終端的信息容納量，滿足5G通信系統(tǒng)使用的需求。

2.3 多天線（MIMO）技術(shù)

在5G通信系統(tǒng)中采用多天線（MIMO）技術(shù)，是在系統(tǒng)的發(fā)送端和接收端設(shè)置多個(gè)天線。這些天線能夠在發(fā)送端和接收端之間實(shí)現(xiàn)相關(guān)信號的發(fā)送和接收。將多天線（MIMO）技術(shù)應(yīng)用于5G通信系統(tǒng)，能夠充分利用空間資源，即使不增加相應(yīng)的頻譜資源或者天線發(fā)射功率，多天線（MIMO）技術(shù)也能夠有效提升5G通信系統(tǒng)的信道容量，從而提高5G通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。

2.4 毫米波技術(shù)

毫米波頻段通常在30～300 GHz，且具有較短的波長、較窄的波束、較高的傳輸質(zhì)量以及能支持全天候通信的優(yōu)點(diǎn)。在5G通信系統(tǒng)中，如果在遇到頻譜資源短缺的情況時(shí)，通過應(yīng)用毫米波技術(shù)能夠有效提升通信系統(tǒng)的容量。在5G通信系統(tǒng)建立超密集網(wǎng)絡(luò)時(shí)，由于基站之間的距離過短會產(chǎn)生相應(yīng)干擾，而毫米波本身具有的特點(diǎn)表現(xiàn)出很好的抗干擾能力，增強(qiáng)了通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信的抗干擾能力，可保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定與速率。

2.5 D2D技術(shù)

用戶終端的種類在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的過程中不斷增加，無線通信能力也在不斷增強(qiáng)。目前，設(shè)備之間的通信不僅可以通過4G進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的連接，還可以使用WiFi、D2D等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)[2]。使用D2D技術(shù)是在通信系統(tǒng)的控制下，終端之間能夠利用復(fù)用小區(qū)資源進(jìn)行直接通信，實(shí)現(xiàn)不同種類之間的交互通信，并在交互通信中完成數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)、傳輸和協(xié)作。相關(guān)終端通過基站節(jié)點(diǎn)的協(xié)助能夠自發(fā)組織建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。

3 5G通信數(shù)據(jù)傳輸可靠性分析

在5G通信系統(tǒng)發(fā)展的過程中，5G通信數(shù)據(jù)在進(jìn)行高速率傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃允侨藗冎攸c(diǎn)關(guān)注的問題。增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃圆粌H能保護(hù)用戶的信息安全，也能夠給用戶帶來更好的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，促使5G通信技術(shù)更好發(fā)展。通過采用相應(yīng)的技術(shù)手段對5G通信系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù)和保護(hù)，不僅能夠提高5G通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，也能夠有效提高人們的工作效率和生活質(zhì)量。

3.1 提高相應(yīng)的技術(shù)修復(fù)能力

相關(guān)研究人員在進(jìn)行5G通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，要通過增強(qiáng)通信系統(tǒng)防火墻等設(shè)置來保證通信系統(tǒng)的安全性，加強(qiáng)對通信系統(tǒng)中相關(guān)漏洞的防護(hù)?？茖W(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)病毒和系統(tǒng)安全漏洞的形式越來越多樣，需要建立相應(yīng)的病毒和安全漏洞數(shù)據(jù)庫，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和識別系統(tǒng)面臨的安全威脅，保證通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸安全性和可靠性。針對5G通信系統(tǒng)中存在的相關(guān)安全漏洞，相關(guān)技術(shù)人員要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)和處理，防止造成通信系統(tǒng)癱瘓。通信技術(shù)的發(fā)展使得通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積不斷擴(kuò)大，大量的基站被建設(shè)在不同區(qū)域。相關(guān)設(shè)計(jì)人員要在技術(shù)上做充分的準(zhǔn)備，直接開發(fā)和利用樓頂資源來作為城市基站的站址，為基站建設(shè)尋找一條新的途徑，通過使用大規(guī)模天線技術(shù)進(jìn)行全方位網(wǎng)絡(luò)覆蓋來減少基站建設(shè)，通過使用多方傳輸技術(shù)或者高頻傳輸技術(shù)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃訹3]。

3.2 在5G通信系統(tǒng)中使用高效的技術(shù)支持

5G通信技術(shù)的發(fā)展融合了目前的多種先進(jìn)技術(shù)。在應(yīng)用5G通信技術(shù)的同時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要充分保證通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃?，通過使用先進(jìn)高效的技術(shù)對5G通信系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)和防護(hù)，切實(shí)保證5G通信系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行。5G作為新一代無線移動通信網(wǎng)絡(luò)，在傳輸速率和資源利用方面比4G通信有明顯提高，具有更加完善的網(wǎng)絡(luò)性能。通過利用高效的技術(shù)對5G通信系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)和支持，能夠確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)沫h(huán)境安全和可靠性。

3.3 5G通信系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)勢

隨著世界信息通信行業(yè)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，5G通信時(shí)代很快就會到來。在5G通信環(huán)境下，覆蓋式網(wǎng)絡(luò)會逐漸被天線技術(shù)所取代，從而相應(yīng)地減少通信基站的建設(shè)。這不僅能夠降低運(yùn)營維護(hù)成本，還能夠減少資源的浪費(fèi)和污染。對于參加5G通信數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)的人員而言，他們能夠有效發(fā)揮當(dāng)前信息數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的相關(guān)優(yōu)勢，從而確保通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

3.4 加強(qiáng)培養(yǎng)通信技術(shù)人才

社會各行各業(yè)的發(fā)展都離不開相關(guān)技術(shù)人才的支持，5G通信技術(shù)也是如此。培養(yǎng)優(yōu)秀的具有專業(yè)技術(shù)的人才，能夠有效推動我國通信行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。依靠專業(yè)通信技術(shù)人員的能力，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)通信系統(tǒng)中存在的安全漏洞和其他問題，并利用相應(yīng)的技術(shù)手段及時(shí)修復(fù)，從而保障通信系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，不斷推動5G通信系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展，保障通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?/p>

4 結(jié) 論

隨著科學(xué)技術(shù)和相關(guān)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，5G通信時(shí)代會很快到來。5G通信技術(shù)作為通信領(lǐng)域未來發(fā)展的趨勢，相關(guān)的研究也在不斷深入。5G通信技術(shù)的系統(tǒng)容量會變得更大，頻譜效率會有效提高，人們能夠享受到更加快捷、智能的服務(wù)。同時(shí)，對于5G通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃匝芯恳苍谏钊胪七M(jìn)，確保在5G通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)商用的時(shí)候，數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃阅軌虻玫角袑?shí)保障。