面向5G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
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摘要：移動通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，推動著5G通信網(wǎng)絡(luò)日益顯現(xiàn)。5G無線通信系統(tǒng)是通信的新形式，它促使著通信行業(yè)朝著高速率數(shù)據(jù)化方面持續(xù)前進(jìn)。5G無線通信系統(tǒng)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，能有效的提高人們使用通信技術(shù)的服務(wù)質(zhì)量。使得人們的生活和無線通信得到更加緊密的聯(lián)系，改變?nèi)藗兊纳顮顟B(tài)。文章首先，概述了5G無線通信技術(shù)的相關(guān)概念。其次，分析了無線通信系統(tǒng)演變過程。最后，提出了5G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。為5G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)探討，奠定一定的理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：5G；無線通信系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)
0引言
隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，我國移動通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了新的變化。新通信技術(shù)改變了傳統(tǒng)宏基站的模式，轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣漠悩?gòu)模式，實現(xiàn)通信的各種資源有效地融合，最后逐步形成了5G通信系統(tǒng)。在5G通信系統(tǒng)中會出現(xiàn)通信數(shù)據(jù)流量急劇增加的情況，而且對信號的抗干擾性能也提出了更高的要求，這相對于4G通信技術(shù)，具有更大的挑戰(zhàn)和較大的優(yōu)勢。因此，通過對無5G無線通信關(guān)鍵技術(shù)的全面探究，能有效推動通信技術(shù)的發(fā)展。
15G無線通信技術(shù)的相關(guān)概述
1.15G無線通信技術(shù)的含義
5G無線通信技術(shù)主要是第五代移動通信技術(shù)。對于目前的移動通信來說，5G通信技術(shù)并沒有準(zhǔn)確的含義，一般來說它是4G通信的延伸，從速度上來看，它的網(wǎng)速將達(dá)到10Gb/s。雖然在各個國家，5G通訊都成為重點關(guān)注的話題，但是依據(jù)目前無線通信技術(shù)發(fā)展情況來看，在短時間內(nèi)5G通訊不可能廣泛普及[1]。
1.2無線通信系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的種類
（1）軟件定義無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)軟件定義網(wǎng)絡(luò)將控制功能從數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層中分離出來，基礎(chǔ)設(shè)施的動作由中心控制器統(tǒng)一由軟件控制，控制器能感知網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、計算轉(zhuǎn)發(fā)路徑等。軟件定義網(wǎng)絡(luò)大大簡化了基礎(chǔ)設(shè)備，使網(wǎng)絡(luò)運營商能夠更加有效的管控全局。無線網(wǎng)絡(luò)引入軟件定義網(wǎng)核心思想，形成軟件定義無線網(wǎng)絡(luò)，與傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比，具有如網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合，更好的可控性，使網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新更為高效，演進(jìn)更加順利等優(yōu)點。（2）自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)即網(wǎng)絡(luò)智能化，應(yīng)用自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，來增加網(wǎng)絡(luò)的自組織能力，包括自配置、自由化和自愈合等能力，保證網(wǎng)絡(luò)能夠自動進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、維護(hù)、部署、優(yōu)化與排除故障等，節(jié)約了人力資源的投入，減少了此部分的成本。對于自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，對現(xiàn)有移動網(wǎng)絡(luò)人工網(wǎng)絡(luò)部署和運維工作模式進(jìn)行了調(diào)整，減少了資源的浪費。對于5G移動通信系統(tǒng)來說，其應(yīng)用了大量的無線傳輸技術(shù)，以及無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得網(wǎng)絡(luò)自主方式在實際應(yīng)用上具有更高的復(fù)雜度。但是因為自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)深度智能化，是保障5G移動通信網(wǎng)絡(luò)性的關(guān)鍵，在整個系統(tǒng)建設(shè)中具有重要地位。（3）內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)其基本思路是盡可能避開互聯(lián)網(wǎng)上有可能影響數(shù)據(jù)傳輸速度和穩(wěn)定性的瓶頸和環(huán)節(jié)，使內(nèi)容傳輸?shù)酶臁⒏€(wěn)定。通過在網(wǎng)絡(luò)各處放置節(jié)點服務(wù)器所構(gòu)成的在現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的一層智能虛擬網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)容分發(fā)技術(shù)系統(tǒng)能夠?qū)崟r地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量和各節(jié)點的連接、負(fù)載狀況以及到用戶的距離和響應(yīng)時間等綜合信息將用戶的請求重新導(dǎo)向離用戶最近的服務(wù)節(jié)點上。其目的是使用戶可就近取得所需內(nèi)容，解決網(wǎng)絡(luò)擁擠的狀況，提高用戶訪問網(wǎng)站的響應(yīng)速度。
1.35G無線通信技術(shù)的應(yīng)用展望
目前，我國的5G無線通信技術(shù)仍處在實驗開發(fā)和試用的階段，在全國范圍內(nèi)并沒有得到廣泛的推廣。然而，5G通信技術(shù)成為熱議的話題，它具有非常大的發(fā)展空間?？v觀我國網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史，它彌補了1G時代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的空白，從2G時代3G時代不斷的突破，到4G時代的發(fā)展，再到目前5G無線通信技術(shù)的嶄露頭角，它有趕超發(fā)達(dá)國家通信技術(shù)手段的優(yōu)勢。因此，我國的5G通信在發(fā)展中逐漸呈現(xiàn)出主導(dǎo)地位。在此環(huán)境下，應(yīng)該加大對五系通信技術(shù)的研究和發(fā)展，實現(xiàn)5G通信技術(shù)在全球范圍內(nèi)推廣[2]。
2無線通信系統(tǒng)演變過程
無線通信系統(tǒng)對人們的生活和工作都產(chǎn)生一定的影響，我國無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，讓人們的生活更加的科技化在無線通信系統(tǒng)演變過程中，首先，無線通信系統(tǒng)基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)。主要的目的是實現(xiàn)前后端以及大廣域間的無線IP連接。然后通過高速數(shù)據(jù)處理技術(shù)GPRS將無線分組形成的數(shù)據(jù)資料傳輸?shù)綇V大用戶的手上。然而，GPRS是目前GSM網(wǎng)絡(luò)向第三代移動通信過渡的主要技術(shù)，它在很多方面顯現(xiàn)著重要的意義。從1G、2G、3G、4G一直到5G大規(guī)模測試和演變中無線通信系統(tǒng)，已經(jīng)逐漸具備較高的傳輸速率，且網(wǎng)絡(luò)信號的覆蓋率也比較高，換句話來說，能夠在最短的時間內(nèi)享受5G通訊帶來的全新信息技術(shù)的服務(wù)體驗。無線通信技術(shù)從發(fā)展之初到現(xiàn)在，已經(jīng)歷經(jīng)了五次技術(shù)變革，在無際通信系統(tǒng)技術(shù)不斷發(fā)展過程中，在其中占據(jù)著重要意義的就是提高了網(wǎng)速以及網(wǎng)絡(luò)的使用性能。與此同時，隨著無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)使用者的人數(shù)劇增，可能使得網(wǎng)絡(luò)各個方面的能量進(jìn)一步增大。這也激發(fā)了無線技術(shù)需要向綠色通信技術(shù)方向不斷的轉(zhuǎn)變，才能滿足更廣大用戶的需求[3]。
35G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析
3.1綠色通信技術(shù)
移動通訊技術(shù)在全球范圍內(nèi)的信息技術(shù)發(fā)展中都扮演著重要的角色，在4G通信時代，綠色通信技術(shù)也被提及，然而，并沒有全面落實。隨著5G通信技術(shù)的興起，綠色通信技術(shù)能有效地改善耗能高問題。這必須要讓廣大的通信系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)者，掌握好能源消耗和頻譜效率，兩者之間的關(guān)系，充分的優(yōu)化各種通信資源。在資源消耗和有效使用兩者方面入手，對通訊進(jìn)行充分的資源開發(fā)，實現(xiàn)綠色通信技術(shù)不斷發(fā)展。
3.2異構(gòu)無線通信技術(shù)
單純的數(shù)據(jù)、語音短信業(yè)務(wù)已經(jīng)不能滿足5G通訊時代的要求，它更是多種技術(shù)的融合，能對計算機網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進(jìn)行充分的挖掘。因此，在5G通訊技術(shù)背景下，能形成多元化的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，實現(xiàn)全方位的信號覆蓋。在建立異構(gòu)無線通信技術(shù)時可以使用，小區(qū)部署和D2D通信，小區(qū)部署主要內(nèi)容是在各個小區(qū)中設(shè)置質(zhì)量高的小型基站，全部將網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量和傳輸速度進(jìn)行有效的提高，形成一個宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)。D2D通信主要是為了滿足局部地區(qū)對數(shù)據(jù)發(fā)展需求，充分的實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息之間的傳遞，增強系統(tǒng)的靈活性，提高傳輸速率[4]。
3.3空口技術(shù)
在移動通信系統(tǒng)中，占據(jù)著重要地位的就是空口技術(shù)，在之前的3G通訊中，空口技術(shù)主要是CDMA，4G的是OFDM。相比于4G通訊技術(shù)，5G通訊技術(shù)在靈活性和傳輸速率上面都得到了更廣泛的提升。因此，它對于空口技術(shù)的要求也就更高，首先，該空口技術(shù)必須要支撐1G/s的寬帶。主要的目的是為廣大的用戶提供更高的下載速率。其次，空口技術(shù)需要使用物聯(lián)網(wǎng)傳感器，兩者之間形成有效的通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。最后，通常使用的動態(tài)空口技術(shù)的基礎(chǔ)支撐是F-OFDM、SCMA等[5]。
3.4云計算技術(shù)
對于現(xiàn)存的云技術(shù)來說，在通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中出現(xiàn)延時性和不穩(wěn)定的問題，需要在武器通信技術(shù)中進(jìn)行更進(jìn)一步的優(yōu)化。然而，在無限極無限通訊時代，更多使用通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)量將得到顯著的提升，在全球范圍內(nèi)可能會超過將近500億的連接量。除此之外，在5G無線通信時代，人們對終端設(shè)備的計算服務(wù)以及通訊服務(wù)的質(zhì)量都提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此，在此種環(huán)境下，5G通訊技術(shù)在使用云計算技術(shù)的時候，必須要提高終端設(shè)備的計算能力，在最大限度內(nèi)提高通信傳輸速率。
4結(jié)語
隨著我國科學(xué)新技術(shù)的蓬勃發(fā)展，和國外通訊領(lǐng)域的差距也不斷縮小。在未來通信技術(shù)發(fā)展過程中，我國必然出現(xiàn)5G通訊引領(lǐng)的時代，才能更好地實現(xiàn)信息的交流和同步，在此通信技術(shù)發(fā)展前提下，作為通信技術(shù)人員必須要掌握全面5G無線通信技術(shù)關(guān)鍵內(nèi)容，真正的推動著5G無線通信系統(tǒng)從理論走向?qū)嵺`。最大范圍內(nèi)滿足人們對無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)的要求，也推動著我國5G無線通信系統(tǒng)的質(zhì)量和效率得到更進(jìn)一步的提升。
參考文獻(xiàn)
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作者：王豐勇 單位：廣西通信規(guī)劃設(shè)計咨詢有限公司