5G无线通信系统的关键技术

2022.12.14

吴比特傅力健

中图分类号：TN929.5 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2020）02-132-01

摘要现如今，我国是科学技术快速发展的新时期，信息化时代在我国已经来临，通讯技术的完备与否涉及人们生活的点点滴滴，而

5G技术的研发和应用必将成为未来通信技术的重中之重。但是就现阶段而言，5G技术的研发尚在萌发期，相应的技术成果并未明朗，各种技术环节的需要进一步的调整和细化，从而实现技术的成熟和稳定，加速5G时代的到来。那么，本文就对当下5G无线通讯系统的关键技术进行分析和研究，阐明5G技术的关键所在。

关键词 5G通讯无线系统关键技术大规模MIMO 技术

随着科技的不断发展，人们的生产生活方式发生了很大的变化。而通信技术的不断升级，让人们的生活更加的便利，出行更加的方便。2020年之后人类社会将全面迈入5G通信时代，这种技术是一种融合了多种高科技的新技术，未来也将满足更多的数据业务和互联网的发展需求，并且进一步提升用户的使用体验。随着传统的蜂窝网络架构逐渐转变为异构蜂窝，无线通信技术的数据传输能力将变得更加强大，这也就为5G的各项技术的发展和成熟创造了良好的市场环境。

一、5G无线通信技术的含义

5G通信已成为科技发展的重心，根据近几年的新闻报道和重点关注内容来看，目前的无线通信技术代表着国家的科技发展新型力量，根据调查显示，只有一部分的国家享有5G通信技术，该技术并不能在短时间内得到广泛的普及。

二、5G无线通讯系统的关键技术

（一）大规模MIMO技术

据相关调查结论和实际应用经验表明，在通讯领域中提升频谱效率的唯一手段便是应用多天线技术，这也是多天线技术普及应用的原因所在。而5G通讯技术中同样会应用多天线技术，增加MIMO信道通讯数量，实现多客户同时在线沟通，并保证通讯质量，进而实现无视通讯环境的高强度工作机能。但大规模MIMO系统的应用也并非无懈可击，其劣势也极为明显，一旦应用于单个系统，多天线技术就会对系统空间进行疯狂的挤压和摧毁，使系统的工作机能全部丧失，最后进入瘫痪状态。因此，在应用大规模MIMO技术时，相关研发人员还需要进一步的完善和开发，提升系统的适用性。

（二）绿色通信技术

最近几年来，通信产生的能量消耗引起了全球的通信技术的研究人员关注，同时也给全球的通信技术的持续发展带来了新的挑战。一句有关调查可以发现，通信技术产生的能量消耗大约占全球能量消耗的百分之3，并且每年都以百分之20左右的增速在持续增长。随着4G网络的普及，信息传递过程中消耗的能量也持续增高，所以5G技术发展的同时也要考虑到能源的合理利用这一块。当前，很多的研究团队都在研究企业的绿色通信技术，这种绿色的通信技术模块主要就是通过减少既有系统的能源消耗来进行的，也就是在不同的场景要有不同的容量选择模式，这种选择的模式要科学有效，既要保证高峰期时期数据的迅速传输，也要保证低峰期时减少功率的发射带宽，进而节约能源。

（三）自组织技术

传统移动网络通信系统主要依靠人力运作方式，管理者需要对移动网络通信系统进行动态监测。在监测过程中，需要耗费许多人力资源、物力资源，加大移动网络通信成本。据相关资料，移动网络通信系统运行成本基本占据总成本的百分之七十，因此必须对成本进行压缩，实现成本效益的最大化。在网络信息技术飞速发展的背景下，无线网络继续扩展，传统人力运作方式并不适用，需要发挥系统的自组织功能，取代人力运作方式，降低运行成本。自组织技术助力了移动网络通信系统的智能运转，实现了5G无线通信系统的自主配置、自动愈合等。无论是网络规划还是网络部署，5G无线通信系统都实现了自动运行，削弱了外部环境的不利影响。5G无线通信系统的内部结构复杂，管理难度偏大，需要依靠自组织技术形成方案：第一，需要分析网络需求，并制定需求方案。第二，需要测试网络的自组织能力，对系统查漏补缺。第三，需要执行方案，不断改进5G无线通信系统。

（四）低功耗广域网络技术（LPWA）

mMTC是5G的一大场景，5G的目标是万物互联，考虑未来物联网设备数量指数级增长，LPWA（低功耗广域网络）技术在5G时代至关重要。一些LPWA（低功耗广域网络）技术正在广泛部署，比如LTE- M（也称为CAT- M1）、NB- IoT（CAT- NB1）、Lora、Sigfox等，功耗低、覆盖广、成本低和连接数量大，是这些技术共有的特点，但这些技术特点之间本身是相互矛盾的：一方面，我们通过降低功耗的办法，比如让物联网终端发送完数据后就进入休眠状态，比如缩小覆盖范围，来延长电池寿命（通常几年到10年）；另一方面，我们又不得不增加每bit的传输功率和降低数据速率来增强覆盖范围，因此，根据不同的应用场景权衡利弊，在这些矛盾中尋求最佳的平衡点，是LPWA技术的长期课题。

三、结语

随着无线电通信网络技术的进一步发展，人们对于新兴多媒体终端的需求更加广泛，而信息通信技术发展所带来的的问题也会凸显，其中最主要的就是能源消耗问题。所以5G信息传输技术在发展的同时，也在面临着很多的挑战，绿色可持续的发展就是其中一个亟待解决的问题。

参考文献：

[1]袁晶，袁星.面向5G无线通信系统的关键技术综述[J].电脑知识与技术，2018（32）：61-62.

[2]刘馨.基于面向5G无线通信系统的关键技术探讨[J].数字通信世界，2018（04）：50.