5G通信关键技术及其发展

时间：2024-05-04

文/马飞

随着互联网信息技术和物联网技术的发展，人们追求更高速可靠的网络环境。用户需求不断发展，移动通信技术也在不断的更新换代，5G 作为新一代无线移动通信网络，在传输速率和资源利用方面都比4G 通信有明显的提高，5G 通信时代的到来，结合物联网相关技术，能够带给人们更加先进的业务体验。通过对5G 通信涉及到的关键技术进行探析，能够发现5G 通信的相关技术表现在超高效能的无线传输技术和无线网络技术。对5G 通信技术的应用，能够有效提高整个社会的运作效率和经济效益。

1 5G通信关键技术

1.1 多入多出（MIMO）天线技术

多入多出（MIMO）天线技术是通过利用多天线对信道衰弱进行相应的抑制，其中信道的容量与天线的数量是一种正比的关系。MIMO 系统能够对信道容量进行倍增，并对信号传输的稳定性和频谱的利用率具有一定的提高作用，在不同类型的无线通信中，比如3G系统、LTE 系统中，该技术都具有了广泛的应用。大量天线的使用虽然在一定程度上，能够对系统的容量进行提升，但也会占据更多的空间，在实际应用情况中，外界的很多环境因素都难以进行有效的控制，但是在无线通信系统中，对于天线使用的数量能够进行合理的控制。

无线通信系统中使用的多入多出（MIMO）天线技术，具有较为明显的优势。通过使用大规模的多入多出（MIMO）天线技术，可以有效提高空间的分辨率，对各类资源进行一定深度挖掘，而且能够涉及更加广泛的维度。对于在不同网络中的用户，可以使用这种方式进行通信，在通信的过程中，带宽的条件不会发生改变。多入多出（MIMO）天线技术还可以集中控制相应的波束，即使范围比较窄，也能够很好地控制波束，以防止在传输的过程中，传输信号会受到干扰。使用大规模的多入多出（MIMO）天线技术还可以很好地控制发射的功率，如果天线的数量较多，使用简单的线性预编码的形式可以有效地防止各类噪声的干扰。

1.2 滤波器组的多载波技术

在5G 通信系统中，使用多载波技术可以对频谱的效率进行有效的提升，防止多径衰落的发生。该技术在无线通信中具有广泛的应用，但仍存在一定的局限性。在控制多径衰落的过程中，循环前缀的使用会造成无线资源的浪费。在多载波技术中，其载波频偏表现出较高的敏感性，会导致频谱灵活度的相应降低。同时数据传输的速率较大对带宽的要求也比较高，每个地区的频率不同，频率较低的地方就很难获得相应的带宽，容易产生大量空白频谱，造成不能连续使用多载波技术。

利用滤波器组可以解决5G 通信中的这个问题，对通信系统进行优化。多载波技术中滤波器组的应用，使得各个载波之间不处于同步运行的状态，在不同领域内可以进行单独处理，从而防止外界干扰。

1.3 非正交多址接入技术

我国传统移动通信系统中使用的是多址接入技术，而且这些多址接入技术都是正交类型，比如在4G 通信系统中使用的OFDM（正交频分复用）技术，与其他多址技术相比是4G 系统最佳的多址方案，该技术能够将频域内给定的信道分成多个正交子信道，并用子载波对每一个子信道进行调制，各子载波之间能够进行并行传输降低波间的干扰。移动通信技术在不断的发展和改革，5G 通信技术作为未来的具有适应性的万物互联网技术，在发送端应用非正交多址接入技术，能够主动引入干扰信息，在5G 通信系统的接收端有具有串行干扰删除功能的接收机，能够实现信息的正确解读，从而提高移动终端的信息容纳量，满足5G 通信系统使用的需求。

1.4 自组织网络技术

传统的移动通信网络都是采用人工的方式进行网络部署和运营，在这个过程中不仅需要大量的人力，还会导致运营成本的增加。通过采用自组织网络，网络部署问题可以得到更好的完善，使复杂的问题简单化，企业的运营成本也会相应的降低。使用自组织网络技术，可以利用网络中的自组织能力，对系统进行优化和配置，网络的规划、部署和优化也能够自动实现，帮助相关企业减少人力的投入。

2 5G通信技术的发展

5G 移动通信技术在现代化生活中得到了快速的发展，有关研究也越来越多，5G 通信也成为全球移动通信领域重点研究的内容。相关部门通过对3G 和4G 网络的研究，移动通信水平得到了有效的提升，对我国移动产业跨越式发展起到了巨大推力作用。相信在不久的将来，5G 通信技术会在商业领域普遍应用，促进各类产业快速发展。

我国政府相关部门对5G 通信技术的发展大力支持，明确了5G 通信技术的发展前景，形成了相应的发展框架，为5G 移动通信技术的发展打下了坚实的基础。5G 通信技术的研究中，超高效能的无线传输技术逐渐实现，这保障其抗干扰能力。而在许多关键技术取得重大突破的时候，实际研究中还存在一定的技术难点，比如多入多出（MIMO）天线技术的信道问题以及高频段资源的传输质量等。随着5G 时代的到来，我们的生活一定会发生更加深刻的变化。