無線傳輸技術(shù)在5G中的應(yīng)用

摘? 要：5G作為新興的移動通信技術(shù)，對于我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)有著關(guān)鍵性的作用。但是，從現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行分析，5G技術(shù)仍處在不斷發(fā)展的過程中，有待進(jìn)一步增強(qiáng)。無線傳輸技術(shù)作為5G移動通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，能夠?yàn)?G移動通信技術(shù)水平的提高提供支持。本篇文章簡要介紹了無線傳輸技術(shù)和5G移動通信技術(shù)，分析了無線通信技術(shù)在5G移動通信技術(shù)中的應(yīng)用，并探究了5G移動通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，希望能夠在5G中使無線傳輸技術(shù)發(fā)揮最大化的作用。

關(guān)鍵詞：移動通信技術(shù);無線傳輸技術(shù);5G技術(shù);信息數(shù)據(jù)傳輸;用戶體驗(yàn)? ? ? ? 中圖分類號：TP241.3? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-0134（2020）09-111-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.19483/j.cnki.11-4653/n.2020.09.033

本文著錄格式：李亞召.無線傳輸技術(shù)在5G中的應(yīng)用[J].中國傳媒科技，2020（9）：111-113.

5G移動通信技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展受到了人們的廣泛關(guān)注，其是在4G基礎(chǔ)上的進(jìn)一步發(fā)展，和4G相比更具優(yōu)勢，能夠高效優(yōu)質(zhì)地對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，使用戶獲得更好的體驗(yàn)，滿足新時(shí)代人們對于移動通信的新需求。

1.無線傳輸技術(shù)

無線傳輸技術(shù)是對于數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)囊环N手段，與有線傳輸是相對的。隨著無線傳輸技術(shù)水平的提升，無線傳輸技術(shù)得到了較為廣泛的應(yīng)用，在各行各業(yè)之中較為常見。其具有操作難度較低、成本較為低廉、可以靈活使用等優(yōu)勢。

2. 5G移動通信技術(shù)

5G移動通信技術(shù)并不是完全獨(dú)立于之前移動通信技術(shù)的，它是立足于2G、3G、4G技術(shù)得到的發(fā)展。5G移動通信技術(shù)和其他移動通信技術(shù)最大的不同是，5G移動通信技術(shù)能夠較為快速的對于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，使用戶擁有更優(yōu)的使用體驗(yàn)。一般在幾分鐘就能夠完成畫質(zhì)較高的電影下載，時(shí)延比較低。此外，5G移動通信技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，使智能手機(jī)和移動設(shè)施設(shè)備的使用時(shí)間得到延長。并且，5G移動通信技術(shù)較為靈活，能夠?yàn)橹悄苁直淼瓤纱┐髟O(shè)備提供支持，提升人們生活的智能化水平。

3.無線通信技術(shù)在5G中的應(yīng)用

3.1大規(guī)模多天線技術(shù)

早在21世紀(jì)初期，就有相關(guān)學(xué)者提出了大規(guī)模多天線技術(shù)的概念。大規(guī)模多天線，主要是指能夠多搜集信息進(jìn)行傳輸?shù)囊苿油ㄐ畔到y(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中基站內(nèi)的天線要明顯超出終端中所具有的天線。建立大規(guī)模的信道能夠使信號更加快速的進(jìn)行傳遞，并借助于大規(guī)模多天線技術(shù)，降低時(shí)間延遲。大規(guī)模多天線在進(jìn)行應(yīng)用的過程中，能夠進(jìn)行分區(qū)，一般可以分成宏蜂窩和微蜂窩兩類，包括室內(nèi)和室外。在基站中天線的數(shù)量可以不斷地提升，使用天線的用戶也在增加。[1]將大規(guī)模多天線技術(shù)應(yīng)用到5G移動通信技術(shù)之中，優(yōu)勢比較明顯，可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：第一，大規(guī)模多天線技術(shù)的應(yīng)用，能夠使傳輸和搜集的信號分辨率增強(qiáng)。在尚未實(shí)現(xiàn)基站分裂這一要求時(shí)，高效的對于空間資源進(jìn)行應(yīng)用，并發(fā)掘其更深層次的價(jià)值。第二，借助于波束賦形技術(shù)，能夠使含有能力較少的波束統(tǒng)一在某個(gè)區(qū)域之中，使被干擾的可能性降到最低。第三，和單一天線系統(tǒng)進(jìn)行比較，大規(guī)模多天線技術(shù)，能夠從多個(gè)維度進(jìn)行工作，使頻譜和能量被更加高效地利用。

從大規(guī)模多天線技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)大規(guī)模多天線技術(shù)在5G移動通信技術(shù)之中應(yīng)用較為普遍。

大規(guī)模多天線技術(shù)主要是將通信和電磁傳播相關(guān)的知識進(jìn)行融合的全新方向。在進(jìn)行研究的過程中存在著一些問題。[2]比如說，在對于某一個(gè)小區(qū)內(nèi)的導(dǎo)頻序列進(jìn)行正向排列的過程中，使用同樣的序列，很可能會造成污染，這就導(dǎo)致進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男薀o法隨著基站天線數(shù)量的提升而增強(qiáng)。在某些現(xiàn)實(shí)情況中，還要對大規(guī)模天線技術(shù)進(jìn)行分析，從而充分展現(xiàn)其優(yōu)勢。除此之外，在基站中應(yīng)用這一技術(shù)，需要投入大量的資金。在現(xiàn)實(shí)情境中，進(jìn)行基站建設(shè)，應(yīng)用大規(guī)模多天線技術(shù)需要考慮到環(huán)境以及其他因素的影響。

大規(guī)模多天線技術(shù)的應(yīng)用能夠使系統(tǒng)接收更多的信號，降低對于能力的不必要消耗，縮短進(jìn)行信號傳輸需要花費(fèi)的時(shí)間，但是在現(xiàn)實(shí)中，人們發(fā)現(xiàn)這一技術(shù)信息安全得不到保障等問題，目前還無法解決。[3]

3.2信道建模

信道建模是指在無形的無線環(huán)境下借助于一系列的物品和事物來對于無線環(huán)境的物理特點(diǎn)進(jìn)行表達(dá)的技術(shù)之一，能夠分析出無線信號進(jìn)行傳輸?shù)念愋秃吞攸c(diǎn)，并對無線傳輸?shù)乃竭M(jìn)行分析。因?yàn)榇笠?guī)模多天線技術(shù)的應(yīng)用，在進(jìn)行信道建模時(shí)，從原本的二維空間變成了三維角度。將信道建模應(yīng)用到5G移動通信技術(shù)之中，展現(xiàn)出以下特點(diǎn)：第一，空間是連續(xù)的，并且能夠進(jìn)行移動，因?yàn)槿p工技術(shù)的使用使發(fā)送和傳輸能夠同時(shí)進(jìn)行。而傳統(tǒng)的信道模型只能夠開展發(fā)送或者是傳輸工作，已經(jīng)不再適用于5G移動通信技術(shù)的發(fā)展需求。除此之外，即使是相距非常近的移動臺所處的環(huán)境也是完全獨(dú)立的，這和現(xiàn)實(shí)情況存在著一定的差異。根據(jù)這一情況，有關(guān)部門構(gòu)建了新的信道建模，確保其具有聯(lián)系性，能夠進(jìn)行移動。

大規(guī)模多天線系統(tǒng)的信道特點(diǎn)：為了使信道容納更多的信息，提升頻率的效率，大規(guī)模多天線技術(shù)將是5G移動通信技術(shù)的主要內(nèi)容之一，這使信道模型出現(xiàn)了新的變化。[4]比如說，使原本的平面波轉(zhuǎn)變成為球面波來開展建模工作;隨著天線數(shù)量的增加，不一樣的散射體只在某一個(gè)天線中呈現(xiàn)，具有針對性。

在頻率較高的波段內(nèi)，信道的特點(diǎn)、無線傳輸?shù)木嚯x等都需要有大量的數(shù)據(jù)作為支持。在這一情況下，所構(gòu)建的信道模型對于動態(tài)環(huán)境更加的敏銳。有關(guān)部門對其進(jìn)行了研究，在今后應(yīng)該能夠明確不同信道模型的特點(diǎn)，使工作更加順利地進(jìn)行。

3.3全雙工技術(shù)

全雙工技術(shù)是指在同一個(gè)頻譜之中，對于信號進(jìn)行傳輸和搜集。和傳統(tǒng)的半雙工技術(shù)進(jìn)行對比，全雙工技術(shù)能夠打破傳統(tǒng)的局限，提升頻譜資源的使用效率，這是今后無線通信技術(shù)在5G移動通信技術(shù)中應(yīng)用較為普遍的內(nèi)容，很可能使移動通信技術(shù)出現(xiàn)一定的改變。全雙工技術(shù)需要有較強(qiáng)的抗干擾能力，確保其能夠順利地借助于天線來對于信號進(jìn)行傳輸。從現(xiàn)實(shí)情況來分析，發(fā)現(xiàn)目前的全雙工技術(shù)在抗干擾時(shí)主要會使用物理層角度的技術(shù)。全雙工技術(shù)中抗干擾技術(shù)有借助于天線來消除干擾、對于電路進(jìn)行模擬干擾以及借助于數(shù)字技術(shù)來干擾，使其消失等。[5]

處理干擾消除技術(shù)，還包括很多不同方面的內(nèi)容如：進(jìn)行計(jì)算，分析應(yīng)該如何從物理角度入手來消除一些難度較低、影響較小的干擾;對于全雙工技術(shù)進(jìn)行研究，降低不必要的能源消耗;將全雙工技術(shù)應(yīng)用到異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之中，降低問題發(fā)生的概率，使無線傳輸更加順利地進(jìn)行;將全雙工技術(shù)和中繼技術(shù)相聯(lián)系，使網(wǎng)絡(luò)終端反應(yīng)速率過慢等問題得到解決;將全雙工技術(shù)和信道建模相結(jié)合，提升性能，使其抗干擾能力得到提升。

從當(dāng)前情況來看，將全雙工技術(shù)應(yīng)用到多天線系統(tǒng)之中，并構(gòu)建組網(wǎng)是全雙工技術(shù)應(yīng)用較為普遍的內(nèi)容，也是人們重點(diǎn)關(guān)注的對象。[6]

3.4毫米波通信技術(shù)

毫米波通信技術(shù)是5G應(yīng)用實(shí)踐的過程中最重要的目標(biāo)，使微波能夠?qū)τ诟叩念l率產(chǎn)生影響，光波更加低頻率。提升基站的天線規(guī)模，能夠使同一個(gè)區(qū)域內(nèi)的天線數(shù)量增加，但是這需要將通信的波長限制到一定范圍內(nèi)。部分工作人員在進(jìn)行研究的過程中應(yīng)用了多次輸入和輸出技術(shù)，這使容量增加，工作更加高效。將毫米波通信技術(shù)應(yīng)用到5G之中，能夠使今后的互聯(lián)網(wǎng)變成可觸性，為虛擬現(xiàn)實(shí)和3D等技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展提供支持。

4. 5G的發(fā)展趨勢

從當(dāng)前的情況來看，5G移動通信技術(shù)作為最新的通信技術(shù)，是國內(nèi)和國外主要的競爭點(diǎn)之一，具有較好的發(fā)展前景。5G移動通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，可以總結(jié)為以下內(nèi)容：

一、各個(gè)國家都會加大研發(fā)力度。5G技術(shù)作為新興行業(yè)之一，大部分國家已經(jīng)在不同程度上掌握了5G技術(shù)。[7]5G技術(shù)能應(yīng)用到不同行業(yè)的發(fā)展之中，為此各個(gè)國家都非常重視5G通信技術(shù)的研發(fā)，希望能夠獲得技術(shù)上的優(yōu)勢。對于5G通信技術(shù)的研發(fā)和完善，不但能夠給國家?guī)砀嗟慕?jīng)濟(jì)收益，在世界市場中占據(jù)優(yōu)勢，還能夠增強(qiáng)綜合國力，使國際地位得到提升。

二、能夠帶給人們更好的使用感受。在數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)的速度要明顯優(yōu)于4G網(wǎng)絡(luò)。4G網(wǎng)絡(luò)雖然已經(jīng)能夠較為快速地對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，但是和5G網(wǎng)絡(luò)相比仍然存在著較大的差距。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查分析，使用5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)，不但能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)傳輸這一目標(biāo)，而且較為穩(wěn)定。在使用4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)，受到軟件的應(yīng)用程度影響，應(yīng)用的軟件數(shù)量越多，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣仍铰瑖?yán)重時(shí)會導(dǎo)致手機(jī)卡機(jī)，無法正常使用。而5G移動通信技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，能夠有效地避免這一情況的出現(xiàn)，5G移動通信技術(shù)是穩(wěn)定、可靠的，具有更為強(qiáng)大的性能，能夠同時(shí)使用多個(gè)軟件，并且不會出現(xiàn)掉線、卡頓等情況。[8]

三、用戶的數(shù)量會不斷增加。5G技術(shù)的安全穩(wěn)定性和對于電力消耗較低等優(yōu)勢，使其剛一出現(xiàn)就受到了更多人的追捧。5G移動通信技術(shù)的顯著優(yōu)勢會使人們拋棄4G移動通信網(wǎng)絡(luò)，選擇使用5G移動通信網(wǎng)絡(luò)，為用戶帶來更好的使用感受。

四、能夠被更加廣泛地應(yīng)用。第一，5G移動通信技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，使物聯(lián)網(wǎng)成為可能。根據(jù)相關(guān)資料調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，隨著5G移動通信技術(shù)被應(yīng)用到商業(yè)發(fā)展之中，物聯(lián)網(wǎng)這一設(shè)想逐漸成為了現(xiàn)實(shí)。這能夠有效降低人們的工作壓力，使人們的工作更加高效，充分地發(fā)揮出價(jià)值，推動我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)。第二，提升了電網(wǎng)的智能水平。我國面積廣闊，有著較大基數(shù)的人口。為了使人們的用電需求得到滿足，鋪設(shè)了大規(guī)模的供電網(wǎng)絡(luò)，電力相關(guān)技術(shù)水平比較高。[9]隨著5G技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，將5G移動通信技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)之中是時(shí)代發(fā)展的必然，能夠提升電網(wǎng)的智能水平，降低安全事故出現(xiàn)的概率，使電力系統(tǒng)被更加高效地使用，減少不必要的能源消耗。除此之外，對于5G技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，提升電網(wǎng)的智能化水平，能夠使電力企業(yè)投入的資金降低，使電力企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)收益。第三，能夠達(dá)成自動駕駛這一目標(biāo)。從當(dāng)前的情況進(jìn)行分析，理論上汽車自動駕駛這一理念已經(jīng)較為完善，但是在進(jìn)行現(xiàn)實(shí)應(yīng)用時(shí)，目前的技術(shù)水平無法對于復(fù)雜的地形地勢進(jìn)行操控，使其完成實(shí)現(xiàn)自動化駕駛這一目標(biāo)。將5G移動通信技術(shù)應(yīng)用到其中，能夠降低數(shù)據(jù)進(jìn)行延遲需要花費(fèi)的時(shí)間，使汽車能夠自動駕駛，提高出行的便捷性。第四，能夠和云技術(shù)相結(jié)合。隨著科技水平的提升和市場經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，將5G移動通信技術(shù)和云技術(shù)相結(jié)合，是今后5G通信技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容。受到寬帶、環(huán)境以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎T多因素的限制，在對于云技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中安全性難以得到保障，而借助于5G移動通信技術(shù)，能夠有效地解決其中出現(xiàn)的問題，使其更加安全、可靠。除此之外，將5G移動通信技術(shù)和云技術(shù)相結(jié)合，能夠降低云技術(shù)發(fā)展需要投入的資金，使云技術(shù)水平得到提升，讓人們獲得更好的服務(wù)。借助于5G移動通信技術(shù)，用戶可以在云盤搜集并存儲資料，使數(shù)據(jù)被更加高效、便捷的應(yīng)用。第五，提升網(wǎng)絡(luò)的安全性。將5G移動通信技術(shù)，應(yīng)用到安全管理工作之中，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程操控、對于安全裝置進(jìn)行統(tǒng)一集中管理，使網(wǎng)絡(luò)安全水平得到提升。六，使硬件能夠直接進(jìn)行通信。[10]在5G移動通信技術(shù)尚未出現(xiàn)之前，對于數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，需要從終端輸送某一個(gè)信號，至基站之中，再由設(shè)施設(shè)備來對于信息進(jìn)行搜集。在進(jìn)行現(xiàn)實(shí)工作之中，很可能會被設(shè)施設(shè)備的質(zhì)量或者是某一段時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量過多等影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，無法及時(shí)地完成相關(guān)工作。而5G移動通信技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，能夠借助于多個(gè)技術(shù)，使端口能夠直接面向端口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這有效地提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎唾|(zhì)量。

五、能夠?yàn)?G的發(fā)展提供支持。6G移動通信技術(shù)需要立足于5G移動通信技術(shù)進(jìn)行發(fā)展，它不再將數(shù)據(jù)傳輸作為發(fā)展的重點(diǎn)，能夠使網(wǎng)絡(luò)智能水平得到提升，滿足人們對于網(wǎng)絡(luò)的使用需要。在6G研發(fā)的過程中，我國出臺了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：第一，速率要明顯的高于5G的10倍及以上。第二，延遲的時(shí)間要進(jìn)一步的縮短，不能超出5G的十分之一。第三，確保其是安全、可靠的，避免網(wǎng)絡(luò)中斷所導(dǎo)致的信號丟失等情況。將來的移動通信會將信息理論作為關(guān)鍵內(nèi)容，展現(xiàn)出一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，使人們能夠隨時(shí)隨地的了解網(wǎng)絡(luò)信息，達(dá)到萬物互聯(lián)，這從某種角度而言，能夠?yàn)榄h(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供支持。[11]

結(jié)語

本文從無線傳輸技術(shù)的角度來對于5G技術(shù)進(jìn)行了分析，探究了無線傳輸技術(shù)在5G中的應(yīng)用以及今后的發(fā)展趨勢，給用戶提供更好的使用體驗(yàn)。

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作者簡介：李亞召（1969-），男，河南許昌，助理工程師，廣電工程，研究方向：技術(shù)維護(hù)。