5G無線傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)研究

韓 碩，潘玉強(qiáng)

（中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司濟(jì)寧市分公司，濟(jì)寧 272000）

1 引言

現(xiàn)在的社會(huì)是大數(shù)據(jù)運(yùn)行的社會(huì)，社會(huì)不斷更新變換，如果止步不前就不能跟上現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的腳步。5G的概念可以追溯到2000年中后期，最早4G網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)應(yīng)用時(shí)，5G技術(shù)就引起網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的關(guān)注。5G可能包含的概念在行業(yè)中大被討論：比如數(shù)據(jù)的運(yùn)行速率極高、網(wǎng)速延遲時(shí)間的縮小、無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用更為方便靈活等，這些特點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)都將成為可能。其中最主要的是研究5G技術(shù)在傳輸過程的關(guān)鍵技術(shù)以及應(yīng)用。無線傳輸模式不斷更新?lián)Q代，緊緊跟隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展的腳步，讓“大數(shù)據(jù)”發(fā)揮其最大的價(jià)值，使社會(huì)順應(yīng)時(shí)代的要求，緊跟經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，走在前端。

2 5G無線傳輸關(guān)鍵技術(shù)

2.1 大規(guī)模多天線技術(shù)

大規(guī)模多天線的概念是托馬斯在2010年底提出的，其主要是集多種輸入輸出方式為一體的系統(tǒng)，其主要的運(yùn)行模式是多種信號(hào)信息在同一個(gè)開始點(diǎn)進(jìn)行傳輸，通過不同的傳輸通道運(yùn)輸，達(dá)到可以多方向、多范圍的輸送不同的信號(hào)信息信號(hào)。在信息輸送的過程中，信號(hào)源可以快速、大量的發(fā)出，大大減少了運(yùn)輸時(shí)間，縮短了網(wǎng)絡(luò)延遲的時(shí)間。大規(guī)模多天線技術(shù)有很多可以實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，被稱為5G技術(shù)中最具有可行性的一項(xiàng)技術(shù)。其技術(shù)是通信理論與電磁傳播理論相結(jié)合的一個(gè)新興研究領(lǐng)域，這一技術(shù)的研發(fā)，需要大量的專業(yè)知識(shí)，在這一過程中，可能要面對(duì)很多的障礙，我們要一一解決，找到相應(yīng)的對(duì)策去實(shí)施面對(duì)。在現(xiàn)實(shí)生活的應(yīng)用中，其整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)需要靈活性以適應(yīng)復(fù)雜的天線電氣環(huán)境。

此項(xiàng)技術(shù)可以是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容量增大、提高其運(yùn)行速度，是5G運(yùn)輸過程中可以實(shí)施的技術(shù)點(diǎn)。但每一項(xiàng)技術(shù)都有利弊，多天線技術(shù)目前還達(dá)不到系統(tǒng)大規(guī)模的普遍應(yīng)用，這也是現(xiàn)階段我們的最大的挑戰(zhàn)。

2.2 信道建立模型

信道建立模型其主要針對(duì)的是周圍環(huán)境狀況的概述，它是一種抽象的，它可以利用大量的數(shù)據(jù)來反映出周圍環(huán)境的特點(diǎn)，根據(jù)其環(huán)境特點(diǎn)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的模型，保證運(yùn)輸過程順利進(jìn)行。

在5G技術(shù)發(fā)展迅速的背景下，信道建模逐漸凸顯其在傳輸應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)，即它在傳輸空間上具有連續(xù)性以及在空間方位上具有很好的可移動(dòng)性。同時(shí)，其模型所處的環(huán)境是隨機(jī)的，不是固定的，這使得在空間運(yùn)輸上多個(gè)線路可能會(huì)交錯(cuò)，其周圍的環(huán)境會(huì)發(fā)生融合，這是我們所不希望看到的，這一問題正是當(dāng)下我們要研究以及要解決的。如果想要擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)容量以及頻率的較高利用率，多天線技術(shù)將是5G技術(shù)全面開展的主要技術(shù)，相應(yīng)的信道模型也呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)。高頻段和未來短程無線通信系統(tǒng)的信道特性需要支持超大數(shù)據(jù)速率，因此對(duì)于沒有使用毫米波頻譜的技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，可能會(huì)有較好的發(fā)展方向。

毫米波信道建模具有損耗高、散射大、對(duì)動(dòng)態(tài)環(huán)境敏感等特點(diǎn)，國內(nèi)外的學(xué)術(shù)人員對(duì)這一問題進(jìn)行了多方面討論，最后決定應(yīng)用建立模型來展開研究。隨著研究的深入，相應(yīng)的信道模型也呈現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，因此需要對(duì)相應(yīng)的新技術(shù)進(jìn)行深入的測(cè)量和建模。

2.3 信道編碼

極化碼的發(fā)現(xiàn)，使二進(jìn)制在輸入過程中，運(yùn)輸?shù)娜萘窟_(dá)到最大，同時(shí)還可以使編碼的運(yùn)行簡單化，這一重要發(fā)現(xiàn)有效的幫助了5G技術(shù)更好的運(yùn)行開展以及更加明確了全雙工技術(shù)的研究方向。很早之前，極性碼就已經(jīng)在中國進(jìn)行了第一階段的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，通過采用偏振編碼和動(dòng)態(tài)選擇譯碼算法，在短分組和長分組兩種情況下都獲得了穩(wěn)定的性能增益，改善了頻譜特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，短分組和長分組的性能的提高，有助于達(dá)到高速運(yùn)輸、短時(shí)間運(yùn)輸?shù)确矫娴男枨蟆?/p>

2.4 全雙工

全雙工技術(shù)相當(dāng)于兩個(gè)單工通信方式的相結(jié)合，其可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收信號(hào)的雙向傳輸目的，其技術(shù)的應(yīng)用可以使信號(hào)快速的傳輸，縮短運(yùn)輸所耗的時(shí)間?，F(xiàn)階段的技術(shù)，主要從物理角度來分析研究，全雙工技術(shù)主要采用的方式是干擾消除物理方式。

其技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在多天線系統(tǒng)的應(yīng)用中，可以解決信號(hào)在輸送過程中可以多方向運(yùn)輸?shù)膯栴}，是信號(hào)可以快速的傳輸；同時(shí)在全雙工組網(wǎng)應(yīng)用中，主要體現(xiàn)在實(shí)際生活中，其技術(shù)的應(yīng)用在系統(tǒng)中是最為關(guān)鍵的，它的應(yīng)用方向決定了這一系統(tǒng)的研究方向。在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的背景下，無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也非常的快速，這方面的業(yè)務(wù)逐漸增多，傳統(tǒng)的以基站為中心的業(yè)務(wù)傳遞模式，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在不同環(huán)境下大量用戶的業(yè)務(wù)需求。

3 展望

在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的大時(shí)代下，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將給經(jīng)濟(jì)社會(huì)帶來巨大的變革。每個(gè)國家都對(duì)5G技術(shù)做出了可以實(shí)施的計(jì)劃報(bào)告，在后期研發(fā)中，投入了大量的人才和資金，幫助5G技術(shù)的研發(fā)。5G技術(shù)研發(fā)成功，這一技術(shù)將在全球引起大的轟動(dòng)，它將引領(lǐng)世界的潮流，帶領(lǐng)全球的經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)、社會(huì)文化等全方面的發(fā)展。

5G網(wǎng)絡(luò)的支持遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過3G、4G網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)景、數(shù)據(jù)量和設(shè)備接入量，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還需要不斷的創(chuàng)新，擴(kuò)大發(fā)展規(guī)模。技術(shù)的著重點(diǎn)不應(yīng)僅僅在于提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋€應(yīng)擴(kuò)展人的網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知能力，這樣人們才能更加方便的使用5G技術(shù)。

4 結(jié)束語

本文簡單介紹了5G技術(shù)在傳輸中，需要應(yīng)用的技術(shù)以及這一技術(shù)研發(fā)的最新進(jìn)度，同時(shí)又介紹了在運(yùn)行過程中的出現(xiàn)的問題和相應(yīng)的應(yīng)急對(duì)策，幫助5G技術(shù)順利的開展，達(dá)到全面的應(yīng)用。未來5G技術(shù)將應(yīng)用到每一行業(yè)，促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展，提高國家經(jīng)濟(jì)水平以及加速社會(huì)的發(fā)展。5G技術(shù)將突破時(shí)空的限制，為用戶提供優(yōu)秀的互動(dòng)體驗(yàn)，帶給用戶沉浸式的信息盛宴，使我們的生活更加方便快捷。