5G無線通信技術系統(tǒng)研究

董蒙 鐘德歡

摘 ? 要：5G無線通信技術是4G的改革換代，各方面性能都具備優(yōu)越性，與其他無線通信技術相比，5G通信技術能夠將它們的優(yōu)點進行延續(xù)，在未來階段，5G將會成為移動通信的主要發(fā)展趨勢，形成相對完整的無線通信技術。文章對5G無線通信的概念進行闡述，分析5G無線通信系統(tǒng)的關鍵性技術，了解5G無線通信技術的特點及優(yōu)勢，對5G無線通信技術的實際應用進行具體研究。

關鍵詞：5G;通信技術;研究分析

隨著我國無線通信技術的不斷進步與優(yōu)化，人們已經(jīng)開始尋求更佳優(yōu)越的通信質量，與4G時代相比，5G通信技術能夠使通信質量進一步提升，實現(xiàn)了網(wǎng)絡技術之間的高度融合。5G技術的發(fā)展，增加了無線數(shù)據(jù)速率、帶寬、覆蓋和連通，降低了往返延遲及能量損耗，在實際通信網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)速率可達到1～10 Gbps，網(wǎng)絡延遲僅1 ms，可以同時接入大量物聯(lián)網(wǎng)傳感器設備，實現(xiàn)隨時隨地連接，降低能源消耗，與傳統(tǒng)的通信技術相比，在安全性與便捷性上都有明顯的提升。為了實現(xiàn)網(wǎng)絡技術之間的高度融合，仍需相關技術人員對5G無線通信技術進行進一步分析與研究，更早地實現(xiàn)5G無線通信技術的普及應用。

1 ? ?5G無線通信概念

5G無線通信技術是在2G，3G，4G無線通信技術的基礎上發(fā)展起來的，成功地將納米技術應用于互聯(lián)網(wǎng)，充分運用無線互聯(lián)網(wǎng)絡而形成的比較具有科學性的通信技術。與前4代移動通信技術相比，5G更多地體現(xiàn)在將現(xiàn)有無線通信技術進行融合，配合較高的頻譜效率以及更多的頻譜資源，充分滿足移動業(yè)務流量增長的需求，形成高容量、低時延的網(wǎng)絡環(huán)境，為用戶提供了更加良好的應用體驗[1]。

2 ? ?5G無線通信技術的特點及運用優(yōu)勢

5G無線通信技術具有一定的創(chuàng)新性，采用多載波分子操作方式進行設計，更加側重室內(nèi)通信效果的提升，運用信息化平臺突破原有的限制條件，重點識別數(shù)據(jù)及編碼過程，拓展數(shù)據(jù)與信息的輸送過程，確保傳送的信息質量得到優(yōu)化。另外，5G無線通信技術對頻率的利用率較高，采用高頻率的赫茲與信息規(guī)劃對技術進行調(diào)整與更新，實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)的匯總，一旦信息強度超出標準范圍，系統(tǒng)將及時向總服務平臺匯報。最后，5G無線通信技術投入成本低，對各種新型能源能充分利用，從而有效提升經(jīng)濟效益，使通信企業(yè)能夠通過最低的成本獲取最高的效益。5G無線通信技術通過網(wǎng)絡布置工作可以有效緩解通信堵塞情況，確保信息傳送的穩(wěn)定性。

5G無線通信技術優(yōu)點在于：（1）傳輸速度快，可以達到每秒幾十GB，通過對5G技術的實際應用，在28 GHz波段，傳輸速度可以達到1 000 M/s。（2）兼容性好，5G無線通信系統(tǒng)是集2G，3G，4G于一體的全通信平臺，同時會涉及藍牙、近距離無線通信以及WiFi等無線技術，可以看出，5G無線通信技術具有良好的兼容性，并且在一定程度上能夠為支付安全提供保障，減少電量損失。在5G程序使用過程中，許多小型任務只有在運行中才能夠完成，所以需要將請求信息不斷發(fā)送到服務器，在電子郵件的作用下，可以對應用的耗電量進行快速審核，將無用的應用程序及時關閉，減少電量的損失，延長電池的使用壽命。

3 ? ?5G無線通信系統(tǒng)關鍵技術

3.1 ?多載波技術

5G時代需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的高速傳送，在部分低頻段，系統(tǒng)不能獲取連續(xù)寬帶頻譜資源，所以在進行5G系統(tǒng)設計時，需要解決空白頻譜的有效利用問題。多載波技術是5G無線通信系統(tǒng)中的關鍵技術之一，以波濾器組為基礎來加強對空白頻譜的利用，控制各個子載波的寬帶設置，從而實現(xiàn)對相鄰子載波干擾的控制，同時，還能夠為零散頻譜資源的利用提供便利，應用多載波技術能夠實現(xiàn)在子載波上完成相關檢測、信道估計等工作。

3.2 ?無線傳輸技術

5G通信系統(tǒng)中的無線傳輸技術主要運用多輸入多輸出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）技術，運用多個天線來緩解信道衰落問題，在信號的發(fā)送端與接收端分別設置多天線單元，通過多輸入與多輸出的方式對信道容量進一步拓展，有效提高頻譜效率，完成數(shù)據(jù)的安全傳送。對于大規(guī)模的MIMO而言，基站會通過配置大量天線的方式來為更多用戶提供服務，所以技術人員可以通過增加基站天線的方式來集中構建大規(guī)模的MIMO。大規(guī)模的MIMO技術整體性能要更加優(yōu)越，充分挖掘空間資源，保證多個用戶在同一時間進行通信，提高通信空間的可靠性，促進通信頻率的提高。另外，大規(guī)模的MIMO技術能夠降低發(fā)射功率，對噪聲進行有效屏蔽，促進通信技術的進一步變革。MIMO通信技術為無線通信領域帶來巨大的發(fā)展?jié)撃埽雇ㄐ庞蛴蓵r域和頻域維護向更加廣闊的空域維護擴展，在不斷增加時頻資源開銷的情況下，獲得空間分集增益，提升系統(tǒng)的容量以及鏈路的可靠性

3.3 ?自組織網(wǎng)絡技術

當前，移動網(wǎng)絡通信技術主要是運用人工進行網(wǎng)絡維護，消耗大量的人力、物力，運行成本較高。移動通信技術的快速發(fā)展使無線網(wǎng)絡基本得到普及，僅依賴人工力量很難保證網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行。運用自組織網(wǎng)絡技術能夠有效降低運營成本，通過在網(wǎng)絡中加入自組織能力，能夠使網(wǎng)絡的規(guī)劃部署實現(xiàn)自動化運行。在5G無線通信系統(tǒng)中，自組織網(wǎng)絡由無線傳輸技術和無線網(wǎng)絡技術共同組成，其結構比較復雜，所以需要進行自組織網(wǎng)絡關鍵技術建模。

3.4 ?云計算技術

在5G無線通信領域，所涉及的數(shù)據(jù)量非常龐大，全球范圍接入的數(shù)量會超過500億個，在5G條件下，要求計算機水平、設備服務質量都要不斷提高。運用云計算技術，終端設備能夠大幅度提升計算能力，提高數(shù)據(jù)的傳輸質量與傳輸效率，在云計算技術運用中，要重點解決傳輸延遲問題[2-3]。

4 ? ?5G無線通信系統(tǒng)應用領域

4.1 ?在安卓系統(tǒng)中的應用

Android系統(tǒng)是當今社會最為常見的應用系統(tǒng)之一，被廣泛應用于智能手機和平板電腦中。5G無線通信技術主要運用于安卓系統(tǒng)的核心層，5G通信的傳導技術能夠將云端和客戶端之間進行傳導，減少空間的占有量。安卓系統(tǒng)需要對數(shù)據(jù)信息的安全性進行嚴格測試，這時可以運用到5G通信技術中的納米技術，通過加密通信并引入量子密碼相關技術來防止通信過程中的信息泄露，保護安卓設備安全，滿足Android系統(tǒng)的基本要求。同時，運用Android系統(tǒng)的開源代碼可以對5G無線通信技術進行完善，以最快的時間來接收并適應系統(tǒng)。

4.2 ?在光場相機中的應用

5G無線通信技術在光場相機中的應用與傳統(tǒng)的拍照設置存在一定差異，一般情況下，光場相機需要進行先進性拍照，以自動對齊教具的方式來對結構圖形進行設置，這種技術需要5G通信技術的兼容性不斷提升，擴大拍照范圍，有效記錄數(shù)據(jù)與資料，通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計來提高清晰程度，焦點對移動范圍進行有效控制。通過5G無線通信技術的應用，能夠完善光場相機的安全防護系統(tǒng)，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈ｋU性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動化更新[4-5]。

5 ? ?結語

隨著網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展與普及，5G無線通信技術在未來有著非常廣闊的發(fā)展前景，尤其在通信領域與物聯(lián)網(wǎng)領域。在通信領域中能夠加強人們的感官體驗與通信質量，滿足人們的日常使用需求，而物聯(lián)網(wǎng)與5G之間是相互促進、相互作用的，雙方實現(xiàn)共同發(fā)展。在信息時代背景下，廣大用戶已經(jīng)對通信提出了更高的要求，所以研究人員需要通過應用多種新型核心技術來彌補當前5G無線通信中的不足之處，為人們提供更加優(yōu)越的通信網(wǎng)絡服務，促進我國無線通信網(wǎng)絡的穩(wěn)定發(fā)展。

[參考文獻]

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[2]皮和平.5G無線通信技術的關鍵技術應用研究[J].通信電源技術，2019（6）：2-25.

[3]許崇志，姜曉濤，夏歡，等.無線通信技術在電網(wǎng)通信中的應用前景初探[J].通信世界，2018（16）：11-25.

[4]袁晶，袁星.面向5G無線通信系統(tǒng)的關鍵技術綜述[J].電腦知識與技術，2018（5）：11-15.

[5]王昊.面向5G無線通信系統(tǒng)的關鍵技術[J].電子技術與軟件工程，2019（6）：15.