5G通信中传输技术的应用研究

5G通信中传输技术的应用研究

解殿超 张胜弟 吴卓 姜树弟

中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司 黑龙江哈尔滨 150080

摘要：5G技术以其质量高、安全便捷等等优势，会在科学技术的推动下有更快的发展进程。依据当前的发展形势,其将会逐渐实现商业用途，满足广大人们对移动通讯的需求,而对于媒体,也将带来传输技术的又- -次前进与革新。当前阶段是5G技术从起步进入发展的关键阶段,相信不久将来它将引领我国通信技术新的变革。

关键词：5G；通信；传输技术

1 引言

在科学技术日新月异的今天 ,通信技术随着科技的推动站到了通讯领域技术变革的前沿。5G技术是在4G的基础上发展起来的移动通信技术，虽然目前尚未对该技术有具体的标准,但是随着工作和生活方式的改变。社会民众对通信技术有了爆炸式的增长需求。相信5G技术的未来将会有更好的发展趋势。而更加快速高效的传输技术, -直也是电视媒体不断探索和追求的。本文对移动5G通信技术背景下传输技术的发展趋势进行了探讨。

2 5G无线传输关键技术

2.1 大规模多天线技术

大规模多天线( MIMO) , 属于是一种多入多出的通信系统,其基站的天线数目高于终端天线数目,通过建立极大数目的信道来到达终端，从而进行信号的高速传输、简化物理层设计,实现信号的低时延传输。5g无线网络采用大规模多天线技术,能够获得以下优势:

(1 )能进一步提升系统的空间分辨率 ,并且可以在没有基站分裂的条件下,实现空间资源的挖掘。

(2 )能够让能量极小的波束集中在-块小型区域,减少干扰。

(3 )能够通过不同的空域、时域、频域等维度,提高对频谱和能量的利用效率。

大规模多天线技术结合了通信理论、电磁传播理论,其能够有效提升系统容量、峰值速率、减少能量消耗等,在5G无线网络中是一项被认为关键、具有可行性的技术[1]。但是要实现技术也需要一定的条件 ,比如当小区内采用正交的导频序列、小区间采用相同的导频序列组时,会存在有导频污染的问题,导致上、下行数据传输的信干比无法随基站天线数增加相应变化。另外,若在基站侧部署大规模多天线技术，在一定程度上会增加成本的投入,在实际场景中,大规模多天线还要能够灵活地适应复杂的天线电环境,这是该技术面临的挑战。

2.2信道建模

信道建模通过对无线环境的抽象性描述,用-系列的参数表现无线环境的物理特征,从而能够作出无线信号的传播机制,是评估无线技术性能的重要手段。伴随5G技术的发展,信道建模具有新的特点。D2D技术具有发送端和接收端的双移动性,传统的信道模型不再适用。同时,现有的信道模型对每链路来说,散射环境是随机产生的,也是独立的,这与实际不符。为有效提高信道的容量和频率利用率,会采用MIMO技术 ,而相应的信道模型也会有新的特性,比如用球面波取代平面波进行建模。同时,发展毫米波段中大量未使用的频谱资源,毫米波信道建模也具有新的特征,比如高路损、高散射、对动态环境敏感性等。因此,对于相应的信道模型的不同特点,相应新技术要深入开展。

2.3 全双工技术

全双工技术,指的是在相同的频谱上,通信的收发双工在同-时间发射、接收信号,相比于传统FDD、TDD半双工模式,该技术能够突破频谱资源使用的限制,可用频谱资源是之前的两倍。但是,实现全双工技术需要拥有极高的干扰消除能力,目前自干扰消除力,主要是采用物理层干扰消除的方法进行的。而该技术的自干扰消除技术主要包括天线自干扰消除、模拟电路域自干扰消除、数字域自干扰等。同时,在认知无线网中应用全双工技术，能够使次要节点同时感知和使用空闲频谱,有效减少次要节点间的碰撞。 进-步提升网络系统的性能;在异构网络中应用全双工技术,能够有效解决无线回传的问题;全双工技术和中继技术结合应用,可以很好地避免隐藏终端、吞吐量损失、端到端延时等问题;将全双工中继和MIMO技术结合应用,能够提升系统端到端的性能,以及强化抗干扰力。

2.4 OFDM技术

OFDM技术避免多径衰落能力强,频谱效率高,实现也较为简单,广泛应用于LTE、LTE-A等系统中。但该技术中的基带波很容易会受到干扰的方波,而5G无线网络系统中,要求单位达到吉赫的带宽 ,从而实现极高速率的数据传输,然而在频率较低的频率区域中,得到不间断的频谱资源较为困难。由于这些频谱的带宽有着不确定性、间断性,导致OFDM技术很难提高资源的利用率。

2.5 SDN技术

传统的通信网络在控制平面上,未能采用统-的平台进行调控硬件资源,使得新业务的实施成本比较高,这导致了我们很难用可编程操作的手段,去来满足用户的各种需求,也无法按照网络的实际情况来作创新,更无法根据用户对网络资源的需求量来作出进行合理的资源配置,浪费不必要的时间和资源。而采用SDN技术,不单止能够将控制与转发完全分离,还能有效控制平台具有集中性的特点,从而实现网络编程操作,目前许多运营商也争相开始研发和使用SDN技术,以期解决传统网络中遇到的问题。

3 总结

随着我国科学技术以及通信技术的发展, 5G通信技术会在未来的发展中取到更加优质的成果,与其有关的研究也将取到更好的进展。5G技术已经成为全球关注的问题,而它的关键技术支撑也将随着科技深入发展逐渐得以明确,相信在未来的几年内, 5G技术将进入标准的研究阶段。另外随着频谱效率的进一步提升、 频谱资源的进一研发以及网络结构的革新等发展 ,其容量也将会有更大的提高。

参考文献

[1]姚蕴珍.5G无线通信技术概念分析及其应用研究[I/OL]电子技术与软件工程, 2017 (15) : 35.

[2]叶文彬.5G无线网络下的智能干扰管理技术研究[].中国新通信, 2017 , 19(08) : 96-97.

[3]杨大为,胡娟.5G无线传输的关键技术[]电子技术与软件工程，2017 (08 ).

[4]杨绿溪,何世文等面向5G无线通信系统的关键技术综述[]数据采集与处理, 2015 (03 ).