研究無線傳輸技術(shù)在5G中的應(yīng)用

孫超，劉柯

（山東省郵電工程有限公司，山東 濟(jì)南 250001）

5G蜂窩技術(shù)是一種很高水平的技術(shù)。在過去，我們從來沒有體驗(yàn)過這么高的水平技術(shù)。5G技術(shù)包括所有類型的先進(jìn)功能，在不久的將來會(huì)成為最強(qiáng)大和需求巨大的技術(shù)。5G技術(shù)在當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)中，有著廣闊的發(fā)展前景，因?yàn)?G無線網(wǎng)絡(luò)中使用的交換技術(shù)，提供了很高的連接性，同時(shí)5G技術(shù)還提供了可從Internet上下載的軟件無線電、調(diào)制方案和差錯(cuò)控制方案。

1 無線技術(shù)的演變

意大利發(fā)明家G·馬可尼在電磁波的幫助下，以三點(diǎn)莫爾斯碼的形式，沿著3km的距離，打開了新技術(shù)和最近一天無線通信的道路。無線通信已經(jīng)成為當(dāng)今世界的一個(gè)重要組成部分，在數(shù)據(jù)傳輸速率、移動(dòng)性、覆蓋范圍和頻譜效率方面不斷發(fā)展。5G使用分組交換。除了這些因素之外，它還區(qū)分了許可頻譜和無許可頻譜——授權(quán)頻譜使用了所有進(jìn)化的世代，而無許可頻譜使用的是Wi-Fi、藍(lán)牙和WiMAX。

5G具有許多先進(jìn)的新興技術(shù)，如束Divis離子多址接入(BDMA)和濾波器組多載波(FBMC)多址接入。一個(gè)向5G轉(zhuǎn)移的想法背后的主要原因是基于電流漂移，認(rèn)為5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)必須解決6個(gè)查倫，而4G不能有效地解決這些問題。高水平的容量，增加的數(shù)據(jù)速率，較低的端到端延遲，給用戶帶來高質(zhì)量的體驗(yàn)。比如，IEE 802。1lac、802.11ad和802。LLAF是一個(gè)具有廣域覆蓋和高吞吐量的分組交換無線系統(tǒng)，它作為5G5G無線通信的基石，采用OFDM和毫米波無線技術(shù)，使數(shù)據(jù)速率變?yōu)?0mbps，頻帶為2～8GHz5Gis，將成為一個(gè)基于分組的網(wǎng)絡(luò)。5G技術(shù)是一種非常高水平的技術(shù)，它將提供比目前4G更高的速度和更好的覆蓋范圍，以及信令的易用性應(yīng)該得到提高。

2 無線和移動(dòng)技術(shù)

隨著手機(jī)的出現(xiàn)，在不久的將來會(huì)出現(xiàn)紅外線的特征，可以共享數(shù)據(jù)。在視線范圍內(nèi)，這意味著這兩款設(shè)備必須正確地對(duì)齊以傳輸數(shù)據(jù)，但如果“藍(lán)牙”的話，即使你口袋里有手機(jī)，也可以傳輸數(shù)據(jù)，甚至50米。4G是在2010-2015年前后推出或建立的。具有語音、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)多媒體等優(yōu)勢(shì)，無論何時(shí)何地，4G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用都是Mult媒體消息服務(wù)(MMS)、數(shù)字視頻廣播(DVB)、視頻聊天、高清電視內(nèi)容和移動(dòng)電視。根據(jù)用戶或用戶的需求，4G將很容易地與5G進(jìn)行轉(zhuǎn)換，5G具有許多先進(jìn)的新興技術(shù)，如波束分割多址接入(BDMA)和濾波器組多載波(FBMC)多址接入。向5G轉(zhuǎn)移的想法背后的主要原因是基于當(dāng)前的漂移，人們認(rèn)為SG蜂窩網(wǎng)絡(luò)必須解決4G無法有效解決的六個(gè)挑戰(zhàn)：容量·x 1000、數(shù)據(jù)速率x10-100、端到端延遲-<5ms、大量連接-xl0-100 Cost-更低、體驗(yàn)質(zhì)量(QoS)-Cons istent。

現(xiàn)在基于無線的網(wǎng)絡(luò)以各種方式正在改進(jìn)。最新的技術(shù)組件，比如高速分組接入(HSPA)和長期演進(jìn)(LTE)，將作為當(dāng)前無線技術(shù)進(jìn)步的一部分推出。在這個(gè)數(shù)字世界里，我們有不同的技術(shù)，如無線和移動(dòng)技術(shù)，如3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(UMTS，CDMA 2000)，LTE(長期演進(jìn))，WIFI(IEEE802.11無線網(wǎng)絡(luò))，WiMAX(iEE 802.16無線和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò))，以及伴隨的網(wǎng)絡(luò)，如傳感器網(wǎng)絡(luò)或個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(如藍(lán)牙、ZigBee)。

2．1 移動(dòng)5G技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)使用了一些新技術(shù)，如OFDMA和大規(guī)模MIMO.3.1 OFDMA。OFDMA代表正交頻分復(fù)用接入。它是一個(gè)應(yīng)用程序，做了一個(gè)基本的網(wǎng)絡(luò)，以滿足用戶的需求。OFDMA技術(shù)將至少在未來50年內(nèi)發(fā)揮作用，已經(jīng)從1G發(fā)展到4G，無線設(shè)備不需要改變。移動(dòng)通信領(lǐng)域產(chǎn)生的進(jìn)步。正交頻分復(fù)用(OFDM)是由廣域覆蓋、毫米波高吞吐量(1Cmm～1mm)的分組交換無線系統(tǒng)組成。為了克服挑戰(zhàn)，滿足用戶的需求，在5GSystem中提出了該系統(tǒng)。蜂窩網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)顯示了當(dāng)前不同技術(shù)(如大規(guī)模MIMO網(wǎng)絡(luò)、認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)和靜態(tài)小網(wǎng)絡(luò))之間的互聯(lián)性。手機(jī)網(wǎng)絡(luò)。在本節(jié)中，提議的體系結(jié)構(gòu)介紹了下面列出的最先進(jìn)的新興技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)、合作通信、自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)組織、柔性返修、先進(jìn)的交通管理和卸載。設(shè)備到設(shè)備(D2D)通信、小小區(qū)接入點(diǎn)和物聯(lián)網(wǎng)(物聯(lián)網(wǎng))的概念在這個(gè)5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中也很重要。5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為未來的5G標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)靈活的平臺(tái)。

2．2 大規(guī)模 MIMO

大規(guī)模MIMO技術(shù)是在現(xiàn)代MIMO技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新興技術(shù)。大規(guī)模MIMO技術(shù)在更大的范圍內(nèi)提取MIMO的所有優(yōu)點(diǎn)，這是大規(guī)模MIMO技術(shù)的一個(gè)重要目標(biāo)，它還使用了包含數(shù)百個(gè)同時(shí)存在的天線的天線陣列。大規(guī)模MIMO技術(shù)是一種新興的下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有能量、魯棒性、安全性和頻譜利用率等特點(diǎn)。

為了發(fā)展大量的大規(guī)模MIMO網(wǎng)絡(luò)，首先利用大量的MIMO技術(shù)，將能夠與天線陣列相結(jié)合的外部基站通過光纜連接到基站。第二，大型天線陣列與室外每棟建筑物相連，借助視線與室外基站進(jìn)行通信。

由于5G細(xì)胞結(jié)構(gòu)是詳細(xì)的解釋，它是異質(zhì)的，所以它必須包括小細(xì)胞，宏細(xì)胞，小Ells和繼電器。一種移動(dòng)概念，部分由移動(dòng)中繼和小小區(qū)組成。

3 無線傳輸技術(shù)在5G中的應(yīng)用

這是一種100倍速度以上的設(shè)備，具有高速度、高容量，低成本每比特，并增加了每個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)量。支持交互式多媒體、語音、流媒體視頻、互聯(lián)網(wǎng)和其他寬帶服務(wù)的連接設(shè)備數(shù)量增加10～100倍，更有效和更集中、雙向、準(zhǔn)確的流量統(tǒng)計(jì)。增加了10～100倍的典型用戶數(shù)據(jù)速率以及廣泛的應(yīng)用范圍。這不僅是更多的軟件選擇，也是延長電池壽命10倍的低功耗大型機(jī)械通信(MMC)設(shè)備。減少端到端(E2E)延遲或幾乎0延遲。非常高的容量以及響應(yīng)時(shí)間更快。

3．1 無線5G通信技術(shù)在光場(chǎng)相機(jī)中的應(yīng)用

與以往相機(jī)不同，光場(chǎng)相機(jī)先照相，后對(duì)焦。依托于光場(chǎng)技術(shù)，拍照過程中，僅做好構(gòu)圖工作便可。該技術(shù)能夠?qū)Ξ?dāng)前相機(jī)中存在的不足進(jìn)行有效彌補(bǔ)，而且該種相機(jī)利于抓拍，只要被照物體處于相機(jī)焦距范圍之內(nèi)，拍照過程中，可對(duì)全部光學(xué)信息進(jìn)行記錄，完成拍照后，再依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行對(duì)焦?；谏鲜銮闆r考量,該種相機(jī)具備很大的容量，單張照片所需空間為200M，而且對(duì)傳輸速度和儲(chǔ)存空間要求也比較高。

3．2 無線5G通信技術(shù)在安卓系統(tǒng)中的應(yīng)用

現(xiàn)如今,移動(dòng)智能設(shè)備終端系統(tǒng)多為安卓系統(tǒng)，在移動(dòng)設(shè)備中應(yīng)用該系統(tǒng)極具優(yōu)勢(shì)。其以Linux為基礎(chǔ),本質(zhì)是自由和開放的源代碼操作系統(tǒng)。安卓系統(tǒng)為分層式架構(gòu)，由應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)內(nèi)核層和系統(tǒng)運(yùn)行庫層四個(gè)層次組成。可在系統(tǒng)內(nèi)核層中，應(yīng)用5G納米核心技術(shù)。

4 結(jié)語

本文對(duì)5G無線傳輸技術(shù)在5G中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，從容量、數(shù)據(jù)速率、頻譜利用率、時(shí)延、能量利用率、服務(wù)質(zhì)量等方面進(jìn)行了研究。本文還介紹了大量MIMO技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)云和設(shè)備對(duì)設(shè)備通信等新興技術(shù)。向SG網(wǎng)絡(luò)的遷移確保了網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)、應(yīng)用程序和服務(wù)的融合。SG無線技術(shù)是高要求的技術(shù)之一，因?yàn)榭梢宰詣?dòng)輸入手機(jī)的信息。筆者認(rèn)為，5G是有望改變?nèi)藗兩畹臒o線通信一代。