探析5G無線協(xié)同通信系統(tǒng)能效增強(qiáng)的關(guān)鍵技術(shù)

申俊超 高海波 宋婷

摘 要：隨著通訊科技的發(fā)展和進(jìn)步，我國已經(jīng)步入信息化時(shí)代，通訊技術(shù)的完備與否涉及到人們生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，而5G技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用必將成為未來通信技術(shù)的重中之重。但是就現(xiàn)階段而言，5G技術(shù)的研發(fā)尚在萌發(fā)期，相應(yīng)的技術(shù)成果并未明朗，各種技術(shù)環(huán)節(jié)的需要進(jìn)一步的調(diào)整和細(xì)化，從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)的成熟和穩(wěn)定，加速5G時(shí)代的到來。那么，本文就對當(dāng)下5G無線通訊系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析和研究，闡明5G技術(shù)的關(guān)鍵所在。

關(guān)鍵詞：5G通訊無線系統(tǒng);關(guān)鍵技術(shù);大規(guī)模MIMO技術(shù)

當(dāng)今社會，通訊已經(jīng)成為人們生活的一部分，無論是工作、出行、社交、娛樂。而實(shí)現(xiàn)人們通訊交流的根本在于飛速發(fā)展的通訊技術(shù)，和通訊設(shè)備的研發(fā)強(qiáng)化?，F(xiàn)如今，通訊設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全民普及，數(shù)據(jù)的傳輸量也在日漸上升，以當(dāng)前的通訊技術(shù)而言，已經(jīng)不能滿足信息流通的速度，所以開發(fā)和改進(jìn)通訊技術(shù)，滿足客戶的實(shí)際要求已經(jīng)勢在必行，這也是5G無線通訊系統(tǒng)研發(fā)的根本意義所在。

一、5G通訊技術(shù)的現(xiàn)狀介紹

現(xiàn)如今，我們應(yīng)用的通訊系統(tǒng)普遍為4G以及4G+，其數(shù)據(jù)傳輸效率就當(dāng)前客戶需求而言，已經(jīng)難以承其重，稍有大廈將傾的趨勢，在實(shí)際應(yīng)用中卡頓、中斷等現(xiàn)象的發(fā)生已經(jīng)屢見不鮮。而5G通訊系統(tǒng)與傳統(tǒng)的4G及4G+系統(tǒng)相對比，其優(yōu)勢在于數(shù)據(jù)的傳輸效率高、應(yīng)用空間與提升空間更為廣闊這兩點(diǎn)。目前，我國在5G技術(shù)的研發(fā)方面已經(jīng)取得了巨大的突破，立于世界的首位，所以我國開始致力于強(qiáng)化5G技術(shù)的合作開發(fā)，將5G通訊技術(shù)的應(yīng)用面進(jìn)行不停的擴(kuò)張，更好的服務(wù)于人民[1]。

二、5G無線通訊系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

1、大規(guī)模MIMO技術(shù)。據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)論和實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，在通訊領(lǐng)域中提升頻譜效率的唯一手段便是應(yīng)用多天線技術(shù)，這也是多天線技術(shù)普及應(yīng)用的原因所在。而5G通訊技術(shù)中同樣會應(yīng)用多天線技術(shù)，增加MIMO信道通訊數(shù)量，實(shí)現(xiàn)多客戶同時(shí)在線溝通，并保證通訊質(zhì)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無視通訊環(huán)境的高強(qiáng)度工作機(jī)能。但大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的應(yīng)用也并非無懈可擊，其略勢也極為明顯，一旦應(yīng)用于單個(gè)系統(tǒng)，多天線技術(shù)就會對系統(tǒng)空間進(jìn)行瘋狂的擠壓和摧毀，使系統(tǒng)的工作機(jī)能全部喪失，最后進(jìn)入癱瘓狀態(tài)。因此，在應(yīng)用大規(guī)模MIMO技術(shù)時(shí)，相關(guān)研發(fā)人員還需要進(jìn)一步的完善和開發(fā)，提升系統(tǒng)的適用性。

2、雙公開技術(shù)。雙公開技術(shù)是指信息能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)傳輸與同頻率傳輸?shù)哪康摹，F(xiàn)如今，人們熱衷于研究雙公開技術(shù)是因?yàn)楝F(xiàn)有的通信系統(tǒng)在進(jìn)行信息傳輸?shù)倪^程中會受到各種信號的干擾影響，而雙公開技術(shù)則是能夠在很大程度上提高頻率的利用率，應(yīng)用雙公開技術(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)多頻率的信息傳輸功能，進(jìn)而就能做到一個(gè)通信系統(tǒng)同頻率以及雙向傳輸?shù)募夹g(shù)難題。對于未來將會得到重用的 5G 通信系統(tǒng)而言，使用雙公開技術(shù)能夠有效地利用無線頻譜資源，隨著這一技術(shù)的應(yīng)用，其能夠很好地解決 5G 通信系統(tǒng)中信號干擾的問題，正是因?yàn)殡p公開技術(shù)的應(yīng)用會使得這一問題得到有效解決。為了解決信息傳輸過程中系統(tǒng)本身的干擾問題，可以通過對干擾信號的模擬端抵消和對已知干擾端的數(shù)字信號進(jìn)行干擾抵消等方法進(jìn)行解決。

3、綠色通信技術(shù)。綠色通訊技術(shù)是指節(jié)省數(shù)據(jù)傳輸時(shí)需要消耗能量，以現(xiàn)在的通訊技術(shù)而言，能量的消耗值過高，占據(jù)通訊企業(yè)運(yùn)站資金的極大部分，這對于通訊企業(yè)而言是極為嚴(yán)峻的?？v觀通訊技術(shù)的發(fā)展歷史，在早年應(yīng)用2G或3G通訊系統(tǒng)時(shí)，消耗的通訊能源占據(jù)企業(yè)發(fā)展的3%，而隨著通訊技術(shù)的革新和開發(fā)，在當(dāng)今4G以及4G+的通訊時(shí)代，通訊能源的耗量已經(jīng)達(dá)到了令人驚嘆的15-20%，這種耗能提升的速度，進(jìn)一步的阻礙了通訊企業(yè)的發(fā)展。所以在即將到來的5G時(shí)代，綠色通訊技術(shù)必須得到應(yīng)用和完善，這不僅僅關(guān)乎到5G無線通系統(tǒng)的應(yīng)用性問題，還關(guān)乎到5G技術(shù)的實(shí)際開發(fā)關(guān)鍵。因此，強(qiáng)化綠色通訊技術(shù)的研究必須提上日程，降低通訊能量的耗量[2]。

4、毫米波高頻段通信技術(shù)。在目前5G技術(shù)的開發(fā)階段，頻譜資源的稀缺成為了阻礙5G技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵所在，而隨這研發(fā)工作的不斷遞進(jìn)，毫米波高頻通信技術(shù)的研發(fā)成功解決了這一技術(shù)難關(guān)。毫米波是指波長在 1～10mm 之間的電磁波，如今人們越來越重視毫米波在無線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。但毫米波高頻通信技術(shù)同樣存在弱點(diǎn)，在檢測過程中，毫米波經(jīng)常會發(fā)生散失現(xiàn)象，這對5G通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成極大的影響。毫米波高頻通信技術(shù)目前仍處于測試階段，對于短頻率通訊，毫米波高頻通信技術(shù)仍然可作為技術(shù)支撐，所以在未來5G時(shí)代中，若現(xiàn)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的完美應(yīng)用，毫米波高頻通信技術(shù)必須得到進(jìn)一步的強(qiáng)化，攻克目前的技術(shù)問題。[3]

結(jié)束語：總而言之，5G無線通訊系統(tǒng)作為未來通訊領(lǐng)域的重點(diǎn)，其研發(fā)工程必須得到重點(diǎn)關(guān)注，這不僅僅是改善我國民生條件的一項(xiàng)重要偉績，同時(shí)也昭示著我國科技研發(fā)能力的進(jìn)一步提升，首次位于世界之首，成為當(dāng)今世界通訊領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，是光復(fù)我中華名族的另一壯舉。

參考文獻(xiàn)：

[1]李印鵬.淺談面向5G的無線通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)[J].中國新通信，2018，20（08）：31.

[2]鄭國鑫.關(guān)于面向5G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析[J].中國新通信，2017，19（12）：8.

[3]楊中豪，王瓊，喬寬.面向5G的大規(guī)模MIMO技術(shù)研究進(jìn)展[J].廣東通信技術(shù)，2015，35（05）：73～76.

作者簡介：

申俊超，（1987-2），男，漢族，河南鄭州人，河南中醫(yī)藥大學(xué) 信息技術(shù)學(xué)院 助教，碩士學(xué)歷，研究方向：無線協(xié)同通信及信號處理。