淺談5G通信的主要特點(diǎn)和所需的主要技術(shù)

薛延廣

（中國(guó)鐵塔股份有限公司漯河市分公司，漯河 462000）

第五代移動(dòng)電話行動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，也稱“5G”即第五代移動(dòng)通信技術(shù)。在信息技術(shù)飛速發(fā)展新常態(tài)下，通信技術(shù)種類得以豐富，相較于前4代移動(dòng)通信技術(shù)，5G及相關(guān)技術(shù)更具復(fù)合性，使5G通信速率更高，通信體系更為安全，通信覆蓋更廣。

1 5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的幾大特性

1.1 速度快、覆蓋廣

相較于前4代移動(dòng)通信技術(shù)，5G及相關(guān)通信技術(shù)需要攻克的首要問題就是“速度”，只有通信速度不斷提高，才能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的通信需求，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度，提高用戶體驗(yàn)，使用戶更加傾向于使用5G及相關(guān)技術(shù)，打破通信業(yè)務(wù)局限，為推廣、應(yīng)用對(duì)網(wǎng)速要求更高的通信業(yè)務(wù)奠定基礎(chǔ)。在通信業(yè)務(wù)不斷豐富新常態(tài)下，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)更為寬泛，且具有包容性，使5G及相關(guān)技術(shù)得以發(fā)揮其應(yīng)用成效。5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的覆蓋范圍更廣，例如地下車庫(kù)等。

1.2 低延時(shí)

5G及相關(guān)技術(shù)在人際交互進(jìn)程中的應(yīng)用較為廣泛，同時(shí)5G不局限于應(yīng)用在人際交互進(jìn)程中，在無人駕駛、工業(yè)自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域也需要應(yīng)用5G及相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人與物的通信目標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)物與物的通信奠定基礎(chǔ)。相較于人與人的交互，人與物乃至物與物的交互對(duì)延時(shí)要求更高，通常情況下人與人交互延時(shí)在140毫秒內(nèi)可以接受，然而人與物乃至物與物交互延時(shí)卻需小于1毫秒，這就要求通信體系更為完善，通信延時(shí)更低，為此需在相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用5G及相關(guān)技術(shù)[2]。

1.3 削減運(yùn)營(yíng)成本及能耗

在設(shè)計(jì)與配置5G無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，為提高相關(guān)技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量，需遵循可持續(xù)發(fā)展理念，通過優(yōu)化配置無線網(wǎng)絡(luò)，落實(shí)低能耗、低成本設(shè)計(jì)目標(biāo)，為適時(shí)調(diào)整營(yíng)運(yùn)模式，滿足運(yùn)營(yíng)商個(gè)性化業(yè)務(wù)推行需求奠定基礎(chǔ)，通過這種技術(shù)手段，可以將能耗和運(yùn)動(dòng)成本得到有效的控制。

1.4 萬物互聯(lián)

傳統(tǒng)的通信技術(shù)更多的是注重固定電話和手機(jī)等終端的接入，在固定電話時(shí)代，一個(gè)家庭只需要一個(gè)固定電話的終端，手機(jī)時(shí)代終端增多，但也是與人數(shù)相匹配的。而在人工智能時(shí)代，更多的智能家電、可穿戴設(shè)備、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能機(jī)器人等新設(shè)備將會(huì)被接入5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，形成海量的數(shù)據(jù)。同時(shí)，未來隨著智能化的進(jìn)一步發(fā)展，還會(huì)有更多千奇百怪的產(chǎn)品進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，例如眼睛、門鎖、窗簾的智能化應(yīng)用等等。5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的萬物互聯(lián)，使得生活方式和管理方式更加多樣化和精細(xì)化，引領(lǐng)了社會(huì)的發(fā)展。

2 5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的幾個(gè)主要技術(shù)

2.1 高效的無線關(guān)鍵技術(shù)

在多天線技術(shù)基礎(chǔ)上規(guī)設(shè)天線陣列，并形成新型通信技術(shù)，相較于傳統(tǒng)天線敷設(shè)技術(shù)，此技術(shù)加持下的天線陣列規(guī)模更大，可依據(jù)通信需求靈活添加天線數(shù)量，為實(shí)現(xiàn)多空間數(shù)據(jù)流獨(dú)立運(yùn)行奠定基礎(chǔ)，繼而滿足用戶高效通信需求，支持5G及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用。為使天線陣列規(guī)模更大，通信質(zhì)量更佳，需率先做好天線陣列設(shè)計(jì)工作，依據(jù)通信實(shí)況敷設(shè)天線數(shù)量，合理規(guī)劃設(shè)計(jì)參數(shù)，綜合考量成本、能耗等問題，使通信基站布設(shè)更為合理，提高頻率復(fù)用質(zhì)量，同時(shí)規(guī)避頻率互相干擾等消極現(xiàn)象，繼而達(dá)到降低5G移動(dòng)通信成本的目的，為此需技術(shù)人員加大干擾抑制、管理、設(shè)計(jì)及組網(wǎng)等方面的研究力度。

多址技術(shù)主要是指通過在碼/時(shí)/空/頻域疊加傳播信號(hào)，提升通信系統(tǒng)接收頻譜的效率，使通信質(zhì)量得以提高，同時(shí)面調(diào)度傳輸是新型多址技術(shù)在應(yīng)用過程中的突出優(yōu)勢(shì)之一，為削減通信信號(hào)接入時(shí)延，降低信令開銷，控制通信終端能耗奠定基礎(chǔ)，當(dāng)前稀疏碼擴(kuò)頻及多維調(diào)制等技術(shù)，是當(dāng)前多址技術(shù)應(yīng)用主要手段，為實(shí)現(xiàn)5G通信目標(biāo)，提高5G通信質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

通過合理應(yīng)用豐富多樣的移動(dòng)通信頻譜，如非授權(quán)頻譜、授權(quán)頻譜、高低頻段、非對(duì)稱頻譜、對(duì)稱頻譜、非連續(xù)頻譜、連續(xù)頻譜等資源，有效提升數(shù)據(jù)傳輸整體質(zhì)量，使相關(guān)系統(tǒng)容量、傳輸速率得以保障。小于6GHz頻段可以用于5G通信首選頻段，使5G信道傳播質(zhì)量得以提高，6-100GHz頻段可以用于5G輔助通信頻段，為此技術(shù)人員需加大頻段統(tǒng)一設(shè)計(jì)、信道建模、高頻器件接入等技術(shù)的研究力度。

2.2 5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

基于5G及相關(guān)技術(shù)處于飛速研究發(fā)展進(jìn)程中，在未來相關(guān)技術(shù)將更為靈活、多樣、智能、有效，適應(yīng)開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的通信需求，5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將滲透在控制云、轉(zhuǎn)發(fā)云及接入云等領(lǐng)域，這就需要技術(shù)人員加大各類回轉(zhuǎn)鏈路設(shè)計(jì)、敷設(shè)、管理等方面的研究力度，使無線資源綜合管理質(zhì)量得以保證。5G數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能、網(wǎng)絡(luò)控制功能將陸續(xù)解耦，成為富有集中度、統(tǒng)一度、靈活度的轉(zhuǎn)發(fā)云、控制云、接入云，保證移動(dòng)通信服務(wù)整體質(zhì)量，同時(shí)面向通信業(yè)務(wù)開放網(wǎng)絡(luò)能力接口，確保通信業(yè)務(wù)更為豐富，服務(wù)性更強(qiáng)。在硬件平臺(tái)加持下轉(zhuǎn)發(fā)云、控制云資源調(diào)配能力得以提升，為實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)高效傳輸?shù)於ɑA(chǔ)，使相關(guān)通信業(yè)務(wù)更具實(shí)效性。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，充分了解5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)，做好5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義，既有利于我國(guó)移動(dòng)通信實(shí)力的提升，保持其良好的發(fā)展勢(shì)頭，同時(shí)增加移動(dòng)通信行業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效率，帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。因此，在未來開發(fā)5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的過程中，要加強(qiáng)其關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)研究，突破現(xiàn)有的一些瓶頸，滿足發(fā)展和實(shí)踐的需求，真正支持5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展和進(jìn)步。