面向5G 移動通信技術(shù)的射頻關(guān)鍵技術(shù)分析

毛友寶

（上海諾基亞貝爾軟件有限公司，上海 201206）

近幾年，工信部加快了對5G 技術(shù)的重點(diǎn)規(guī)劃進(jìn)程，2017年提出了5G、6GHZ 規(guī)劃方案，做好5G 技術(shù)試驗(yàn)毫米波段用頻協(xié)調(diào)工作被提到日程之上。按照計(jì)劃，移動公司在2017年下半年進(jìn)行6GHZ 以下頻段的外場試驗(yàn)操作。電信公司也明確指出，要在2018年進(jìn)行6GHZ 以下頻段的5G 規(guī)模技術(shù)試驗(yàn)，相關(guān)試商用試驗(yàn)如火如荼的進(jìn)行。速度要比以前提升100倍之多，并且相關(guān)網(wǎng)絡(luò)延遲要降低在50倍以下，密度與之前相比要提升10倍，這就是5G 技術(shù)，5G 技術(shù)的出現(xiàn)必將從根本上提升移動通信科技市場空間和科技發(fā)展力度?；谏鲜鏊?，5G 移動通信技術(shù)的發(fā)展空間十分可觀，但是當(dāng)前情況是仍舊處在初級發(fā)展研究階段，所以還面對著諸多挑戰(zhàn)和問題。

1 5G 通信技術(shù)要點(diǎn)分析

首先是具備著利用率高的特點(diǎn)，現(xiàn)在4G 技術(shù)不斷發(fā)展，技術(shù)成熟度可謂愈來愈高，但是對相關(guān)信息使用率效果不達(dá)標(biāo)，＜50%。探索和研究5G 通信技術(shù)，會在一定程度上對移動通信的發(fā)展起道推動效能，高頻率波普信息使用率開發(fā)將會得到進(jìn)一步延展，循序漸進(jìn)提升高頻率無線電波穿透能力，之后在此基礎(chǔ)上提升移動通信網(wǎng)絡(luò)傳輸速度和效率，不斷提升信息傳輸質(zhì)量和水平。

其次是成本投入相對較低。4G 通信技術(shù)不斷完善和發(fā)展，4G 和之前的移動通信技術(shù)相比，效率更快、水平更好，技術(shù)顯得愈加的先進(jìn)和領(lǐng)先，但是費(fèi)用和之前網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相比，相差無幾。5G 通信技術(shù)與前者不同，主要是將移動通信通信耗能和費(fèi)用進(jìn)行降低，從根本上滿足消費(fèi)者的移動通信技術(shù)使用需求，將資金成本投入實(shí)現(xiàn)最小化。

2 面向5G 移動通信技術(shù)的射頻關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 同頻全雙工技術(shù)

5G 移動通信技術(shù)中，可以正規(guī)引入雙頻全雙工技術(shù)，核心效能就是從根本上去提升頻譜率。當(dāng)下移動通信技術(shù)資源使用率不達(dá)標(biāo)是主要問題，篩選同頻全雙工技術(shù)可以在一定程度上處理好這類難題，并且之前頻譜資源相關(guān)消極限制，使得頻譜資源可以凸顯出多樣化特點(diǎn)和靈活化優(yōu)異性。還有就是，5G 技術(shù)應(yīng)用同頻全雙工技術(shù)之后，可以對用戶之間的相互干擾問題予以完美化解。此類技術(shù)融入到5G 通信技術(shù)之中，有力彌補(bǔ)了TDD、FDD 技術(shù)的缺陷和不足。從理論角度進(jìn)行分析可看出，同頻權(quán)全雙工技術(shù)到5G 通信技術(shù)中，會不斷提升高頻譜資源利用效率和質(zhì)量，達(dá)到1倍以上的工作效率。但需要注意的是，無論何種技術(shù)，弊端總是存在，這種技術(shù)使用局限性猶存，特別是多天線使用態(tài)勢情況下，同頻全雙工技術(shù)限制因素較大，不能進(jìn)行大范圍推廣和延展。

2.2 自抵消手段

模擬域自干擾消除技術(shù)，主要是以消除方式，在相應(yīng)射頻電路中生成和同頻全雙工通信技術(shù)自干擾信號相反的應(yīng)對信號，以此種形式抵消自干擾信號。應(yīng)該了解到，數(shù)字域自干擾消除技術(shù)核心消除模式，主要是憑借ADC 來篩選同頻雙全功接收機(jī)接收端位置處信號，之后在此基礎(chǔ)上通過數(shù)字域中有效消除算法，對相應(yīng)采樣信號實(shí)施抵消操作。亦或是借助模擬域自干擾消除手段，配合射頻調(diào)制技術(shù)達(dá)成真正意義上的自干擾信號消除。和模擬域自干擾消除技術(shù)進(jìn)行對比后發(fā)現(xiàn)，數(shù)字域自干擾消除技術(shù)靈活性特點(diǎn)異常突出，可從實(shí)際角度實(shí)施自干擾信號消除操作，基于上述所言，兩種方法均可進(jìn)行數(shù)字域自干擾消除，但是數(shù)字域干擾消除技術(shù)局限性猶存，當(dāng)遭遇到發(fā)射通道和自干擾通道在內(nèi)的諸多因素影響和限制時，數(shù)字域自干擾效果便會大打折扣。

2.3 MIMO 技術(shù)

需知，多天線技術(shù)，其可在一定程度上提升傳輸可靠性和傳輸安全性，無線系統(tǒng)頻譜會得到不斷強(qiáng)化和提升，使得數(shù)據(jù)數(shù)量較多的天線實(shí)施最大限度上的綜合利用，不斷加深天線發(fā)射效率和基礎(chǔ)性接受程度，可以讓MIMO 信息路徑實(shí)力容量大幅度提升，假設(shè)要加大信道整體容量，應(yīng)該將天線數(shù)量實(shí)施針對性的增加提升，在合理范圍內(nèi)進(jìn)行合理數(shù)量的天線配置，隨之在同一時頻資源上實(shí)現(xiàn)綜合化服務(wù)。另外，天線配置模式上，以大規(guī)模集中式MIMO 和分布式MIMO 為主，集中式由同一基站所形成，分布式則主要有多類節(jié)點(diǎn)所共同構(gòu)成。與此同時，MIMO 技術(shù)其他優(yōu)勢日益凸顯，最為常見的便是可以提升空間分辨率，大大提升了用戶體驗(yàn)和好感度，短時間內(nèi)就可達(dá)成集中波束，遏制過大波寬所帶來的消極影響，大規(guī)模MIMO 功率實(shí)際上的工作效率很高，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模運(yùn)作后，天線規(guī)模也較為龐大，線性檢測設(shè)備與之前的技術(shù)設(shè)備相比更進(jìn)一步。

2.4 D2D 通信技術(shù)

觸痛移動通信體系組網(wǎng)手段，主要是將基站作為傳輸中心，實(shí)現(xiàn)全面覆蓋傳輸目標(biāo)，但是期間并不能進(jìn)行基站移動和中繼站變更，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活度不高，局限明顯。未來5G 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，數(shù)據(jù)流量支撐很大，用戶面積會變得更為之廣。D2D 通信技術(shù)可以在沒有基站中轉(zhuǎn)條件下，實(shí)現(xiàn)通信設(shè)施之間的相互通信，不斷拓展網(wǎng)絡(luò)連接模式和網(wǎng)絡(luò)接入模式。設(shè)備和設(shè)備之間，直接通信技術(shù)，以間距短的直接通信模式為主，信道質(zhì)量和運(yùn)行效率達(dá)標(biāo)，數(shù)據(jù)速度傳輸效率達(dá)標(biāo)，功率損耗相對來說比較小，分布終端設(shè)施通過后，會將覆蓋調(diào)整與優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)真正意義上的高效頻譜資源利用。

2.5 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

5G 移動通信技術(shù)，會將移動通信中的數(shù)據(jù)流量進(jìn)行成倍提升，是現(xiàn)在數(shù)據(jù)流量的千倍以上，此為5G 移動通信技術(shù)發(fā)展的主要目的。若想達(dá)成這個目標(biāo)，應(yīng)該和多方技術(shù)聯(lián)合，密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)效果最強(qiáng)，應(yīng)用也最為廣泛。5G 移動通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量可以在室內(nèi)集中起來，與此同時，也可集中在相應(yīng)的熱點(diǎn)區(qū)域范圍內(nèi)，之后在此基礎(chǔ)上和當(dāng)前移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量進(jìn)行深度比對，覆蓋率便會在很大程度上得到提升。未來我國智能終端使用量必定會急劇攀升，用戶使用量肯定越來越多，整體上表現(xiàn)的是持續(xù)上升趨勢。所以在5G 移動通信技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)密集技術(shù)大力應(yīng)用，可以滿足用戶使用需求，提升數(shù)據(jù)流量效率。超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，可以全方位、多角度的提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，不僅如此，也可提升移動通信系統(tǒng)容量。需要注意的是，密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也存在諸多缺陷和不足，主要體現(xiàn)在密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用后對信號會造成一定的干擾，網(wǎng)絡(luò)使用效率會有所降低，有待考究和完善。

2.6 毫米波段通信技術(shù)

通信技術(shù)不斷發(fā)展和完善，但是不可防止的就是會使用到頻譜資源進(jìn)行通信結(jié)構(gòu)系統(tǒng)完善，但越是新型的通信技術(shù)使用，對于頻譜資源來說，實(shí)際需求量就會冗余增加，所以新型5G 通信技術(shù)，在未來發(fā)展和完善的過程中，需要對頻譜資源進(jìn)行高效整合與綜合利用，特備是毫米波頻率信號段研究和應(yīng)用，這是5G通信技術(shù)未來發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)所在。

3 結(jié)束語

社會在發(fā)展，時代在進(jìn)步，科技不斷革新的今天，5G 必定為走上新的舞臺和征程，為國家、社會、人民所用。盡管現(xiàn)在5G 通信技術(shù)研究成果顯著，但是其中仍舊存在很多發(fā)展問題，所以相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該從實(shí)際角度出發(fā)，強(qiáng)化自身技術(shù)水平和能力以及專業(yè)素養(yǎng)等，結(jié)合5G 技術(shù)研究現(xiàn)狀，繼而深度提升5G 通信技術(shù)發(fā)展進(jìn)程。