蜂窩結(jié)構(gòu)與5 G無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)探討

朱 明

（中國(guó)電信股份有限公司唐山分公司，唐山 063000）

1 引言

目前，5G移動(dòng)通信的核心技術(shù)的研究已經(jīng)取得了比較好的成果，但由于技術(shù)等方面的發(fā)展不足，5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展還需要投入更多的努力。蜂窩結(jié)構(gòu)對(duì)于移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展有著重要的意義，因此，利用蜂窩技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)5G無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)突破成為了人們關(guān)注的重點(diǎn)。本文擬通過(guò)分析5G移動(dòng)通信的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)在其中的應(yīng)用和5G無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行研究探討。

2 5G無(wú)線(xiàn)通信中的蜂窩結(jié)構(gòu)

相比現(xiàn)在廣泛使用的4G移動(dòng)通信技術(shù)，5G移動(dòng)通信可以提供給人們更高的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率。為了進(jìn)一步推動(dòng)5G移動(dòng)通信的發(fā)展，需要將蜂窩結(jié)構(gòu)應(yīng)用到5G無(wú)線(xiàn)通信中。

2.1 5G移動(dòng)通信發(fā)展現(xiàn)狀分析

5G移動(dòng)通信是作為下一代移動(dòng)通信技術(shù)主體而開(kāi)發(fā)的。在2013年，韓國(guó)三星公司率先宣布完成了5G核心技術(shù)的開(kāi)發(fā)，標(biāo)志著5G移動(dòng)通信正式走入了人們的視野。但由于5G移動(dòng)通信的其它關(guān)鍵技術(shù)的研究尚未完成，5G移動(dòng)通信更多地作為一種概念出現(xiàn)在人們的生活中。

近年來(lái)，隨著信息化技術(shù)的發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)完善，4G移動(dòng)通信已經(jīng)成為現(xiàn)代都市和大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域的生活標(biāo)配。經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展，人們已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到4G移動(dòng)通信帶來(lái)的好處，所以人們?cè)絹?lái)越重視5G技術(shù)的研發(fā)進(jìn)程。為了統(tǒng)一世界5G技術(shù)的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際通信組織在2015年發(fā)布了5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的時(shí)間表，如圖1所示，并將5G技術(shù)正式命名為IMT-2020，宣布5G技術(shù)將在2020年完成標(biāo)準(zhǔn)制定。截至2017年12月，5G技術(shù)首個(gè)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)正式誕生，宣告著5G技術(shù)的正式應(yīng)用日期越來(lái)越近。

圖1 移動(dòng)通信規(guī)劃時(shí)間表

但目前5G移動(dòng)通信還存在著一定的問(wèn)題和不足。例如，5G移動(dòng)通信的理論數(shù)據(jù)傳輸速率峰值為10Gb/s，但目前的技術(shù)只能夠?qū)崿F(xiàn)1Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。因此，5G移動(dòng)通信在正式商用之前，還需要對(duì)自身的關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展投入更大的努力，以求取得突破。

2.2 蜂窩結(jié)構(gòu)在5G移動(dòng)通信中的應(yīng)用

蜂窩技術(shù)是一種新型的移動(dòng)通信技術(shù)，被認(rèn)為是世界范圍內(nèi)的一項(xiàng)非凡成功之作。一般情況下，移動(dòng)通信的經(jīng)營(yíng)者需要將移動(dòng)通信的信號(hào)頻率限定在一個(gè)固定的頻段上。這種工作方式雖然穩(wěn)定，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)增加頻譜的要求，嚴(yán)格限制了移動(dòng)通信的容量。而通過(guò)采用蜂窩結(jié)構(gòu)，則實(shí)現(xiàn)了利用無(wú)線(xiàn)通道將終端與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來(lái)的目的，從而實(shí)現(xiàn)用戶(hù)在活動(dòng)中的互相通信。

經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，蜂窩結(jié)構(gòu)已經(jīng)逐漸形成了比較成熟的體系。在發(fā)展的過(guò)程中，工作人員根據(jù)蜂窩技術(shù)暴露出來(lái)的問(wèn)題，不斷對(duì)其進(jìn)行改革創(chuàng)新。目前，蜂窩結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在移動(dòng)通信中。通過(guò)應(yīng)用蜂窩結(jié)構(gòu)，5G移動(dòng)通信可以有效提高自身的數(shù)據(jù)傳輸容量，從而實(shí)現(xiàn)更高速率的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，蜂窩結(jié)構(gòu)的采用可以有效提高5G移動(dòng)通信的信號(hào)穩(wěn)定性，對(duì)于消除5G信號(hào)的盲區(qū)也有很好的幫助。因此，在未來(lái)的發(fā)展中，蜂窩結(jié)構(gòu)將會(huì)在5G移動(dòng)通信中扮演更加重要的角色。

3 5G無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)

5G移動(dòng)通信的發(fā)展對(duì)未來(lái)社會(huì)有著重要的意義。5G無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)要實(shí)現(xiàn)自己的商業(yè)化發(fā)展，需要對(duì)自身的關(guān)鍵技術(shù)研究取得突破。本文通過(guò)分析多方資料，對(duì)5G無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)中的空間調(diào)制技術(shù)和無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的研究發(fā)展進(jìn)行了探討。

3.1 5G無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的空間調(diào)制技術(shù)

5G移動(dòng)通信要滿(mǎn)足人們對(duì)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅@要求其本身具有比較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。目前4G移動(dòng)通信所采用的編碼技術(shù)無(wú)法滿(mǎn)足該方面的需求。因此，需要利用空間調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)5G無(wú)線(xiàn)通信數(shù)據(jù)傳輸速率的提高。

空間調(diào)制技術(shù)是采用單獨(dú)編碼的技術(shù)對(duì)每一條數(shù)據(jù)都進(jìn)行編碼。這種工作看似復(fù)雜，但是通過(guò)建設(shè)陣列圖式的天線(xiàn)陣列，就可以實(shí)現(xiàn)快速編碼和發(fā)送的工作需求。具體使用的時(shí)候，則通過(guò)單獨(dú)的天線(xiàn)發(fā)射信號(hào)，其它天線(xiàn)處于待命狀態(tài)。而且，這種天線(xiàn)陣列在建設(shè)難度上也比較低，可以滿(mǎn)足5G無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的未來(lái)發(fā)展。

3.2 5G無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)

5G無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，其中主要包括高速移動(dòng)信號(hào)的覆蓋和同步，5G信號(hào)在智能移動(dòng)端上的接受發(fā)送。

移動(dòng)信號(hào)的覆蓋和同步是移動(dòng)通信中普遍面臨的問(wèn)題。在此前，信號(hào)不同步和覆蓋不全面的問(wèn)題在2G/3G/4G都存在著。只是由于人們對(duì)該方面的需求不高，一直未能得到有效地解決。主流的解決方法是建設(shè)新的移動(dòng)信號(hào)基站和采用區(qū)域基站同步的技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)信號(hào)同步，如圖2所示。而5G移動(dòng)通信有著更高的網(wǎng)路數(shù)據(jù)傳輸速率，需要更好的數(shù)據(jù)傳輸算法和相關(guān)技術(shù)設(shè)備的支撐。5G無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)要充分發(fā)揮自己的作用，需要實(shí)現(xiàn)與多種智能移動(dòng)裝置的結(jié)合。現(xiàn)階段許多智能移動(dòng)端雖然在功能上與移動(dòng)電話(huà)越來(lái)越相似，但是其內(nèi)部缺乏SIM卡一類(lèi)的客戶(hù)識(shí)別模塊。因此，5G無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研究就是實(shí)現(xiàn)多種智能移動(dòng)端的信號(hào)接收發(fā)送和身份識(shí)別。同時(shí)，如何滿(mǎn)足一片區(qū)域內(nèi)的數(shù)目眾多的智能移動(dòng)端的使用，也是5G無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)研究的重點(diǎn)之一。

圖2 移動(dòng)信號(hào)同步方案（下行同步）

4 結(jié)束語(yǔ)

5G移動(dòng)通信的發(fā)展對(duì)未來(lái)社會(huì)有著重要的意義。在本文中，我們通過(guò)分析5G移動(dòng)通信的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)在其中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。同時(shí)，我們結(jié)合時(shí)代技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)，對(duì)5G無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)行了探討。這些研究對(duì)5G移動(dòng)通信的發(fā)展應(yīng)用有很好的幫助。