5G 無(wú)線通信關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀

高 婷

（鹽城工學(xué)院，鹽城 224000）

1 引言

蜂窩通信從第一代移動(dòng)通信到第四代移動(dòng)通信4G，移動(dòng)通信的核心僅限于人與人之間的通信。然而，隨著物聯(lián)網(wǎng)的引入，傳統(tǒng)的單一通信方式即將被打破，未來(lái)的通信網(wǎng)絡(luò)將成為一種新的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括人對(duì)人、人對(duì)物、物對(duì)物等通信方式。這種新的通信網(wǎng)絡(luò)模式的出現(xiàn)是移動(dòng)通信史上的一次質(zhì)的飛躍，它將給社會(huì)和個(gè)人帶來(lái)巨大的變化。社會(huì)方面，在5G 的影響下，遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、大型農(nóng)業(yè)、汽車網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制等新興產(chǎn)業(yè)正在興起。一方面，5G 減少了人們的日常負(fù)擔(dān)，使大家的工作、學(xué)習(xí)和生活更加智能和方便。另一方面，它大大提高了整個(gè)社會(huì)的運(yùn)行效率，給社會(huì)帶來(lái)了更高的效益。對(duì)于個(gè)人而言，他們將能夠體驗(yàn)超高清視頻、智能家居、可穿戴智能設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和其他新業(yè)務(wù)。曾經(jīng)出現(xiàn)在科幻大片中的不可思議的場(chǎng)景似乎一步一步地、觸手可及地成為現(xiàn)實(shí)。目前，電信行業(yè)預(yù)計(jì)每平方千米將支持100萬(wàn)個(gè)移動(dòng)用戶終端，這無(wú)疑需要非常高的傳輸速度和可靠性。

2 5G 無(wú)線通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 多用戶大規(guī)模MIMO 技術(shù)

MIMO 技術(shù)經(jīng)歷了從單點(diǎn)到單點(diǎn)的發(fā)展階段，并將在未來(lái)向多用戶MIMO 方向上發(fā)展。通過在發(fā)射器或接收器上放置多個(gè)天線來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的技術(shù)解決方案，重要的創(chuàng)新方法是優(yōu)化天線尺寸和新架構(gòu)。并且專家學(xué)者們對(duì)集中式天線的構(gòu)造進(jìn)行了多次協(xié)商，一些專家們提議將多輸入多輸出與云連系在一起，由此無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了一種新型的分布式多輸入多輸出系統(tǒng)。

2.2 5G 帶來(lái)的節(jié)能通信

與其他通信系統(tǒng)相比，無(wú)線通信系統(tǒng)具有進(jìn)一步降低能耗和實(shí)現(xiàn)綠色通信的優(yōu)點(diǎn)。世界各地的運(yùn)營(yíng)商希望在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)部署和拓?fù)涞耐瑫r(shí)降低能耗和二氧化碳排放，提出節(jié)能措施包括節(jié)能時(shí)空資源分配多輸入多輸出正交頻分多址系統(tǒng)、基于CoMP 的節(jié)能頻譜高效基站協(xié)作睡眠方案、綠色共享路徑保護(hù)算法、回程等概念。

3 5G 無(wú)線通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 在安卓系統(tǒng)的應(yīng)用

安卓系統(tǒng)是谷歌公司發(fā)布的基于Linux 的系統(tǒng)，在移動(dòng)設(shè)備中具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，這就是免費(fèi)且開源。安卓系統(tǒng)的焦點(diǎn)層采取5G 納米技術(shù)，安卓系統(tǒng)的文件和硬件驅(qū)動(dòng)用的是分離方式，性能進(jìn)一步的提升。因?yàn)锳ndroid 體系的開放性，安全系數(shù)的降低而采用5G 納米工藝的加密手段，能夠使量子水平的加密程度變高。

3.2 在光場(chǎng)相機(jī)中的應(yīng)用

光場(chǎng)相機(jī)可以先拍攝照片然后再對(duì)焦的相機(jī)裝備，它可以盡量周全地記錄多個(gè)位置分布與空間方向甚至不同強(qiáng)度的信息，然后通過數(shù)字調(diào)焦的形式進(jìn)行還原。這一優(yōu)勢(shì)性可以改變相機(jī)的使用方法與習(xí)慣。它有很好的捕獲優(yōu)勢(shì)，只要拍攝對(duì)象在相機(jī)焦距范圍內(nèi)，拍攝后可隨機(jī)選擇焦點(diǎn)。另外，光場(chǎng)相機(jī)在安全監(jiān)測(cè)方面具有良好的應(yīng)用市場(chǎng)。

4 5G 技術(shù)的發(fā)展

工業(yè)和信息化部非常重視5G 技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)一直在積極進(jìn)行5G 的研發(fā)與測(cè)試工作，國(guó)內(nèi)很多通信廠商很早就針對(duì)5G 投入了大量的財(cái)力與人力，并且取得了很多成果。根據(jù)目前5G 在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，預(yù)計(jì)到2020年前后5G將在全球開始更多的商用。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，5G 從當(dāng)初的研討階段逐漸向規(guī)?；逃玫姆较蚯斑M(jìn)，與4G 比擬，5G 具有更快、更寬、延遲更低等長(zhǎng)處，將會(huì)帶來(lái)更多的應(yīng)用。