探析5G無線通信技術(shù)與未來發(fā)展

王健波

【摘要】? ?5G無線通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)我國的信息化建設(shè)與發(fā)展有著重要的推動(dòng)作用，同時(shí)也能夠更好的滿足人們對(duì)無線通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和應(yīng)用需求。本文在對(duì)5G無線通信技術(shù)及其特點(diǎn)分析基礎(chǔ)上，結(jié)合5G無線通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)其未來發(fā)展進(jìn)行研究，以供參考。

【關(guān)鍵詞】? ? 5G無線通信技術(shù)? ? 特征? ? 優(yōu)勢(shì)? ? 關(guān)鍵技術(shù)? ? 未來發(fā)展

引言：

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了信息時(shí)代背景下無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，并且對(duì)人們的生產(chǎn)與生活形成了較大的沖擊影響。其中，無線通信是以廣播、無線電以及蜂巢式網(wǎng)絡(luò)等形式為主，而以移動(dòng)通信作為支持的無線通信技術(shù)，則被稱為是移動(dòng)通信技術(shù)，并且在第四代移動(dòng)通信技術(shù)支持下，隨著物聯(lián)網(wǎng)以及有關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，為更好的滿足現(xiàn)代社會(huì)的信息建設(shè)與發(fā)展需求，逐漸推動(dòng)了第五代移動(dòng)通信技術(shù)（即5G技術(shù)）的發(fā)展和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，使其成為當(dāng)前國內(nèi)有關(guān)行業(yè)領(lǐng)域與技術(shù)研究中關(guān)注的重點(diǎn)。

為此，下文將通過對(duì)5G無線通信技術(shù)及其特點(diǎn)分析，結(jié)合5G無線通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)其未來發(fā)展進(jìn)行研究，以供參考。

一、5G無線通信技術(shù)及其特點(diǎn)分析

5G技術(shù)作為通信技術(shù)的最新發(fā)展和應(yīng)用技術(shù)，它在通信領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅能夠顯著提升其通信速率、減少通信延遲，而且能夠有效節(jié)約通信過程中的能源消耗，減少通信的成本，并增加通信系統(tǒng)的容量，具有更為突出的作用和優(yōu)勢(shì)。此外，5G通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，不僅能夠按照其通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域?qū)崿F(xiàn)多個(gè)小區(qū)域劃分，而且能夠?qū)⑼ㄐ艂鬏數(shù)母鞣N聲音與圖像信息直接在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，以通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行通信信號(hào)轉(zhuǎn)換和傳輸。如下圖1所示，即為無線通信絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖。

根據(jù)上述對(duì)5G通信技術(shù)的分析，在進(jìn)行5G無線通信技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)分析中，可以從以下幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行簡單概括與總結(jié)。

1.1能夠提高用戶的速率

網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的大幅提升，是5G無線通信技術(shù)的最為突出特征之一。它與傳統(tǒng)的4G、3G等通信網(wǎng)絡(luò)相比，存在著較為明顯的網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)乃俾曙@著提升特點(diǎn)。

結(jié)合5G無線通信技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀，在5G通信技術(shù)支持下的通信網(wǎng)絡(luò)中，其用戶速率能夠達(dá)到10Gbit/s，并且在一些數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸速率需求更高的用戶網(wǎng)絡(luò)中，其數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)乃俾誓軌蜻_(dá)到更高。對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)的用戶來講，其數(shù)據(jù)通信與傳輸中的速率提升，在促進(jìn)其信息化建設(shè)與發(fā)展中的積極作用也更加顯著。

1.2提高無線通信傳輸?shù)臅r(shí)效性與可靠性

5G無線通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，隨著其通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)應(yīng)用范圍不斷拓展和增加，使其數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)臅r(shí)效性與可靠性也得到了較好的保障。

比如，在于5G云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相互聯(lián)通建立的5G無線通信技術(shù)中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)其無線通信的虛擬化、組件化與可編排無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)，而且能夠針對(duì)不同業(yè)務(wù)場景在不同的網(wǎng)絡(luò)切換與通信支持下，對(duì)其無線通信的具體需求進(jìn)行有效處理，從而促進(jìn)無線通信技術(shù)總專項(xiàng)電信網(wǎng)絡(luò)向著通用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)化方向發(fā)展和轉(zhuǎn)變，最終促進(jìn)無線通信的時(shí)效性與可靠性提升。

1.3促進(jìn)無線通信的數(shù)據(jù)流量增長

隨著信息建設(shè)的不斷發(fā)展，根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)顯示，當(dāng)前我國的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量需求與十年前相比，其增長幅度已經(jīng)達(dá)到1000倍以上，并且為滿足人們對(duì)數(shù)據(jù)流量增長的更高需求，在無線通信技術(shù)發(fā)展中逐漸引入5G通信技術(shù)，也逐漸成為無線通信領(lǐng)域發(fā)展的一種必然趨勢(shì)。5G技術(shù)與傳統(tǒng)的4G和3G等通信技術(shù)相比，其通信網(wǎng)絡(luò)中的通信數(shù)據(jù)量增長存在顯著提升，數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)哪芰σ裁黠@增強(qiáng)，在面對(duì)較多的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量以及用戶數(shù)據(jù)較為擁擠時(shí)段，其數(shù)據(jù)流量的增長變化也十分明顯，能夠更好滿足當(dāng)前人們數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)量日益增長下通信需求。

二、5G無線通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)與未來發(fā)展分析

根據(jù)上述對(duì)5G無線通信技術(shù)及其特征的分析，在圍繞5G無線通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)及其未來發(fā)展所開展的研究中，需要從5G無線通信技術(shù)中的新型多天線傳輸通信技術(shù)以及全頻譜接入技術(shù)、高頻傳輸通信技術(shù)、密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、D2D技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的研究和發(fā)展上進(jìn)行分析。

2.1 多天線傳輸通信技術(shù)

新型的多天線傳輸技術(shù)在5G無線通信技術(shù)中的研究應(yīng)用，經(jīng)過一定的發(fā)展，對(duì)頻譜利用率的顯著提升起到了十分積極的作用，并且為5G移動(dòng)通信的大規(guī)模天線陣列發(fā)展，也起到了十分顯著的作用和影響。5G無線通信技術(shù)中，通過大規(guī)模的天線陣列，促進(jìn)3D-MIMO技術(shù)的形成和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，并在對(duì)毫米波的配合應(yīng)用下，促進(jìn)多天線技術(shù)的實(shí)際利用效率顯著提升，從而為5G無線通信技術(shù)及其抗干擾能力的改善提升進(jìn)行支持。

2.2全頻譜接入技術(shù)

5G無線通信網(wǎng)絡(luò)中，通過和低頻傳輸系統(tǒng)的混合組網(wǎng)設(shè)置，能夠有效避免無線通信網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量增加所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)通信傳輸擁堵等情況發(fā)生。其中，全頻譜接入技術(shù)支持的5G無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，其高頻段的毫米波頻率最低能夠達(dá)到27.3GHz，最高則為350GHz，使原來的低頻帶寬得到了明顯的拓展，同時(shí)受高頻段傳輸應(yīng)用的微波元器件較小尺寸影響，能夠有效縮短其無線通信系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模，并對(duì)5G通信技術(shù)系統(tǒng)支持下的更高信號(hào)容量與傳輸速度要求進(jìn)行有效滿足，實(shí)現(xiàn)無線通信網(wǎng)絡(luò)中高頻段信號(hào)在短距離范圍內(nèi)的高速通信與傳輸需求。

2.3高頻傳輸通信技術(shù)

5G無線通信技術(shù)的研究與發(fā)展中，高頻段傳輸技術(shù)不僅是其關(guān)鍵技術(shù)之一，也是其重要的發(fā)展方向。當(dāng)前，隨著對(duì)5G無線通信技術(shù)研究開展的不斷深入，已經(jīng)有企業(yè)針對(duì)5G無線通信技術(shù)進(jìn)行高頻段（28至37GHz）傳輸技術(shù)測(cè)試和研究，且取得了較為顯著的研究成果。值得注意的是，高頻傳輸通信技術(shù)在5G無線通信技術(shù)研究中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，在實(shí)現(xiàn)無線通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸信息傳遞效率等問題解決上，具有十分重要的作用和影響。

由于對(duì)高頻傳輸通信技術(shù)的研究和應(yīng)用中，仍然存在有較多的問題和不足，其中包括高頻段信號(hào)傳輸中容易受空氣吸收損耗的影響以及信號(hào)頻段的設(shè)置過高等問題，就會(huì)導(dǎo)致無線通信中的電磁波路徑損耗明顯提升，引起數(shù)據(jù)傳輸中的不穩(wěn)定情況發(fā)生。

2.4密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

隨著5G技術(shù)在無線通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，在促進(jìn)無線網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量迅速增長的同時(shí)，也推動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)量快速提升。

針對(duì)這種情況，在進(jìn)行人口密集區(qū)的密集網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，就需要采用相應(yīng)的密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，進(jìn)行更多數(shù)量的低功率點(diǎn)至，并促進(jìn)其網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的熱點(diǎn)數(shù)量以及熱點(diǎn)提提供的網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量改善和提升。

其中，密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用中，在實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)密集程度改善和提升同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜性不斷增加，也需要在具體研究和應(yīng)用中引起重視。

2.5 D2D技術(shù)

D2D技術(shù)作為5G無線通信技術(shù)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它能夠?qū)?G無線通信網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備和設(shè)備之間的直接通信進(jìn)行有效支持，并在設(shè)備交互與數(shù)據(jù)通信傳輸中克服傳統(tǒng)無線通信對(duì)信息基站和中繼站的依賴，最終實(shí)現(xiàn)無線設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的接入范圍擴(kuò)展和連接方式優(yōu)化提升，并有效降低無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)建設(shè)成本，促進(jìn)其數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)恼w效益提升。其中，傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與數(shù)據(jù)通信傳輸中，是以基站作為中心對(duì)數(shù)據(jù)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)覆蓋進(jìn)行支持，具體應(yīng)用中通過中繼站對(duì)基站傳輸信號(hào)的接收來滿足其數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)男枨蟆?/p>

上述傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與數(shù)據(jù)連接方式中，對(duì)基站與中繼站的位置在無線通信網(wǎng)絡(luò)中屬于固定位置情況，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在較大的局限和不利影響，并且進(jìn)行基站建設(shè)中投入的資金情況，對(duì)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍有著重要的制約作用。

因此，對(duì)D2D技術(shù)及其在5G無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)5G通信技術(shù)支持下的無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和數(shù)據(jù)通信傳輸支持，能夠有效滿足人們不斷增長數(shù)據(jù)通信與傳輸需求，具有十分積極的作用和意義。如下圖2所示的5G直播視頻采集終端的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中就采用了D2D技術(shù)。

三、結(jié)束語

總之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的不斷提升，對(duì)新時(shí)期的通信技術(shù)也提出了更高的要求。其中，5G技術(shù)作為一種先進(jìn)的通信技術(shù)，在無線通信領(lǐng)域應(yīng)用，對(duì)無線通信技術(shù)的不斷研究和發(fā)展有著非常積極的作用和影響。因此，對(duì)5G無線通信技術(shù)及其未來發(fā)展研究，以促進(jìn)5G技術(shù)在無線通信領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展，具有十分突出的重要作用和意義。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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[2]王廷凰，余江，許健，等.基于5G無線通信的配電網(wǎng)自適應(yīng)差動(dòng)保護(hù)技術(shù)探討[J].供用電，2019（9）：18-21.