面向5G无线通信系统的关键技术综述

面向5G无线通信系统的关键技术综述

作者：张亮

来源：《科学与信息化》2018年第20期

摘 要 异构网络、绿色通信以及大规模输入输出 MIMO 通信等内容是现阶段5G网络通信的重要组成部分，也是主要的核心技术内容。但在实际的技术创新与研究过程中，还存在一些不足之处，影响5G无线通信网络系统的构建，基于此，本文对基于面向5G无线通信网络系统的关键技术进行详细的分析研究，以供相关工作人员参考。 关键词 5G无线通信；系统；关键技术 前言

由于我国社会经济的快速发展，移动通信逐渐融入人们的生活，也改变了人们的生活状态。往大处说，移动通讯让原来的社会发生了翻天覆地的变化，渗透到社会的经济、政治、文化、科技等重要领域。处于二十一世纪的我们，迈进了信息化时代，移动通信设备的尺寸变得越来越小，电脑、手机等被很多人青睐，使其相关行业得到飞速的发展。预计到2020年，移动通信网络将要拓展到一千倍的容量和一百倍的基数增长，而我们使用通讯的用户对网络的要求也呈指数曲线上升。因而用户对网络的需求与日俱增，以现在网络发展的速度，预计到 2020年，我们需要5G才能满足用户对网络的需求，因此5G宽带移动通信必将会成为一个全新的行业，以此满足更多用户更高的需求，使其成为全球化的发展趋势，进一步提升用户的体验，为智能生活添加更多的色彩。

随着互联网和物联网的应用和发展，使得作为桥梁的移动通信显得尤为重要，可以说没有移动通讯，就不会有互联网以及物联网的发展和进步。移动通讯在信息网络中也在逐步发展和完善，从老式传统的基站与用户形成蜂窝网络结构，发展到现在的多样化构成的移动通信网络，并且实现偏远山区的网络通信覆盖。为了更好地自我调节网络的通信能力，只有不断拓展移动网络的通信能力，才会让我们的社会更加智能化。但是，面对5G无线通信系统的实现，我们还有较长的路要走，其中的关键技术需要我们更多的技术人员去解决。 1 异构无线通信网络分析

当前，集成技术的创新与应用，直接对现阶段的通信系统产生影响，促使其终端能力逐渐提升，将计算机与通信技术进行有效的融合，各类无线技术逐渐普及应用。例如，在当前的4G网络中，已经提出将多元化的网络节点进行选取，以满足实际的需求，但受技术影响，常规的信号强度在接入点选择过程中，难以实现多样化的通讯节点异构通讯需求，因此，为改变当前的现状，应首先实现负载的转移，进而提升实际的网络吞吐量，对于宏基站的黑洞进行合理的覆盖，在异构网络中积极进行节点的引入，同时增加节点的类型，进而满足技术的要求。

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以实际的案例为例，如，积极引入合理的覆盖范围扩展机制，可以在接收率低的信号强度中增加偏量值，对节点进行合理的修订，保证转移过程的合理性[1]。 2 绿色通信技术分析

现阶段，信息技术逐渐普及，促使通信科技被广泛应用在各个领域之中，例如，政治领域、文化领域、科技领域、经济领域以及国防领域中，以满足当前时代的需求。但在实际的应用过程中，通信耗能一直是当前技术应用存在的不足，并深受人们的重视，据相关数据显示，当今世界上信息通信科技所消耗的能耗占全世界总能耗的百分之三，并且该数值正在逐年上涨。基于此，如何有效的降低能耗是工作人员首要任务，发展绿色通信理念，通过不断的创新研究，实现零能耗通信。积极发展5G通信网络技术，可以从根本上改变当前的现状，降低能耗，坚持可持续发展理念。例如，当前工作人员研究的高频谱效率、高能源效率以及低能耗三者之间的优化，可以有效促使平衡系统，降低能耗，进而实现自我的提升，优化资源配置[2]。

3 大规模MIMO通信技术分析 3.1 大规模MIMO通信技术特征分析

实际上，大规模MIMO通信技术是指，在基站端的设置过程中，比现有系统中天线数更大的线与线阵列，在工作过程中，可以同时为多个用户提供良好的服务，通常情况下，人们默认数百根天线的服务用户数量为天线总数量的十分之一。在服务过程中，该部分天线主要工作于分散的区域内，或者结合实际情况，将其进行集中的配置，以满足实际的需求。大规模MIMO通信技术被广泛应用的原因主要在于其自身的特征优点，如，经过大规模设置，可以有效促使系统获取大量的物理特性，而常规方法则难以获取该物理特性优势，相比之下，大规模MIMO通信技术更具有技术优势。具体来说，其特征优势主要包含以下几方面：首先，受当前的发展影响，天线数量不断增多，促使实际的通信渠道出现正交特征，消除不同用户之间产生的干扰，进而满足实际的需求，提升系统自身的容量。其次，天线数量的增多将实际的热噪声与令信道均匀化与衰落，而利用大规模技术，可以从根本上防止用户进行深入衰落，同时将原本的调度方针进行优化，和减少延迟等待的时间，满足实际的需求。最后，促使波束能量迅速对焦并聚集，进而提升其实际的分辨率，启用更大量的天线，提升阵列增益，降低能耗。 3.2 大规模MIMO技术应用过程分析

在实际的技术应用过程中，该技术需要以基站端对信道信息的获取程度为基础，以满足实际的需求。现阶段，在技术应用时，主要应用双工制式系统，并将其分为频分双工、时分双工，但两者的实际信息获取手段存在较大的差异，成本也存在较大的差距。在该技术刚出现时，很多学者和教授只是单一的从TDD制式下的有关技术进行分析研究。而我们在研究网络通信时，往往只考虑到了MIMO技术的先天性优势，而忽略了导频数目的不足，这样就会造

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成严重的导频污染问题，对TDD制式下的MIMO系统容量性能产生严重的影响。针对出现的问题，现在有学者想通过对不同的用户进行分类，从而来达到所需的导频支出的目的[3]。 4 结束语

5G无线通信的发展和普及，人们的生活也开始依赖移动通信带给我们的乐趣。希望对5G网络通信的初步探索，让我们有一个比较清晰的认识，其中的关键技术的研究还需要进行深入的探讨和分析。 参考文献

[1] 何世文.面向5G无线通信系统的关键技术综述[J].数据采集与处理，2015，（03）：469-485.

[2] 杨绿溪，郑国鑫.关于面向5G无线通信系统的关键技术分析[J].中国新通信，2017，19（12）：8.

[3] 黄霞.关于面向5G移动网络绿色通信关键技术的相关分析[J].中国新通信，2016，18（22）：19.