5G無線通信技術發展跟蹤與應用研究

摘要：經過長期的發展研究，眼下我國正處于4G通信時代，預計至2020年前我國將全面進入5G時代，這也意味著我國無線通信技術即將發展至第五代。相比于現如今的第四代無線通信技術，5G無線通信技術將一次性解決網絡連接不穩、數據傳輸中斷等一系列問題，為保障和提高用戶的通信質量以及信息傳輸質量奠定堅實良好的技術基礎?；诖?，本文將著重圍繞5G無線通信技術發展跟蹤與應用研究進行簡要分析。關鍵詞：5G無線通信技術，發展跟蹤，實際應用引言：相比于之前的二代、三代和四代無線通信技術，5G無線通信技術能夠有效實現頻譜特別是高頻段頻譜資源的充分運用，并且在實現若干點、天線以及用戶的相互協作下，使得通信系統性能能夠得到極大優化。受此影響，數據傳輸速度越來越快、通信質量逐漸提高，但能耗與成本卻得到了有效控制，因此發展5G無線通信技術并進一步擴大其應用范圍具有十分重要的現實意義。一、5G無線通信技術發展跟蹤1、多天線傳輸通信。5G無線通信技術發展中形成的全新多天線傳輸通信技術，通過立足大規模MIMO以及天線陣列，能夠在現有基礎上實現陣列增益的進一步提升。達到優化小區總頻譜，實現邊緣用戶頻譜利用率的最大化。全新的多天線傳輸通信技術在優化改進MIMO天線的過程中，創造性地引入了有源天線技術，進而可以高效便捷地獲取位于小區基站當中所部署的MassiveMIMO情況，真正幫助實現3D波束成形，進而大大增強系統容量，使其能夠與不斷增長的小區容量和下載速率需求相符合[1]。2、高頻傳輸通信。與之前幾代無線通信技術最大的不同，5G無線通信技術將更加關注高頻段頻譜資源的利用。韓國三星公司通過測量了包括28GHz以及37GHz在內的眾多頻段信道，并在此基礎上開發了相應的樣機，使得下載速率能夠基本穩定在1Gbit左右。但5G時代下所面臨的移動通信場景將更加復雜化、多元化，單純利用現有的頻譜資源勢必難以有效滿足這一需求。通過發展運用豐富的高頻段頻譜資源，在有效利用其寬傳輸帶下，能夠快速完成短距離通信傳輸工作，并保障較高的通信質量水平。但由于受到空氣介質傳播吸收作用，在傳播高頻段電磁波的過程中極有可能出現損耗角度的情況，因此目前只能采用直徑傳輸的方式傳輸高頻段電磁波，但在5G無線通信技術的不斷發展下，這一技術問題必然將得到有效突破。3、密集網絡通信。在即將到來的5G時代下，數據業務量將飛速增加，因此小區采用密集部署形式可以有效提高5G無線通信技術的性能。該技術的運用和發展下，可以將更多低功率節點引入其中，有效增強熱點的同時達到全面消除盲點的效果，從而進一步擴大網絡覆蓋范圍，實現系統的大容量。由于小區密度的不斷增加，會在很大程度上改變原有的網絡拓撲結構，使其變得愈發復雜，進而有可能增加干擾情況。因而有研究人員提出可以通過將小區協調技術與參考信號技術進行深入融合，利用二者優勢互補的方式使得僅依靠自身調控便可以在各自由度下完成抗干擾，避免出現信號相互交錯的問題。此外有研究證明，微蜂窩滲透率為20%的情況下，容量可提升千倍。因此在提高滲透率的過程中，也可以嘗試運用微蜂窩，以此有效擴展容量[2]。4、華為5G無線技術。華為從2009年便開始投身于5G無線技術研究，并在2013年已經成功完成室內樣機，從2015年開始其大規模進入外場試驗。目前其正處于標準研發狀態，華為作為當前全球通信行業的領導者，為5G技術的發展提供了重要技術基礎。其通過加大對新空口、新架構以及頻譜的研究力度，在開放合作下，積極與新加坡、俄羅斯等全球超過20個國家的主流運營商進行合作，致力于共同推進5G技術的發展?，F階段其研發出的首個E2E網絡切片樣機能夠有效完成遠程機械實時控制的低時延業務和虛擬現實的eMBB業務。其發布的毫米波測試床，實現了峰值速率達到70Gbps的目標。二、5G無線通信技術的實際應用1、安卓系統。該系統總共擁有包括應用程序框架層、應用程序以及系統內核層、系統運行庫層，在運用5G無線通信技術的過程中，將其置于安卓系統內核層，可以有效分離系統基礎文件與硬盤驅動。不僅如此，通過運用5G無線通信技術，還可以實現硬盤驅動和云存儲端的同步存儲，將硬盤驅動中的文件資料、視頻等存儲在空間更大的云端中，進而有效釋放緩存、擴大終端系統存儲空間，保障安卓系統本身的安全性。2、光場相機。與普通相機不同的是光場相機采用先拍照后對焦的方式，因此在抓拍或是瞬時拍照的過程中不再對照片模糊度予以過度關注。受此影響，光場照片對容量也提出了較高的要求。有研究顯示，一張普通照片的大小大約為200M，而通過利用5G無線通信技術，在充分發揮其高速存儲功能下，可以光場相機存儲直接與云存儲端相同步，進而有效擴大光場相機容量，高速精準地完成照片傳輸和存儲工作。3、比特幣。5G無線通信技術的另一大重要特性便在于其擁有強大的兼容性，可以同時兼容以往所有的無線通信協議以及WIF1通信技術，從根本上解決資源浪費問題。在5G無線通信技術的應用下，出現了一種全新的概念型產品即比特幣，其作為一種虛擬貨幣，主要是通過運用位于各個網絡節點當中的分布式數據庫，從而詳細記錄和確認每一筆交易行為。其自身帶有的復雜算法有效控制了貨幣濫造問題，而利用5G無線通信技術的快速讀寫功能和私密信息保護技術，則可以有效保障比特幣的安全性，為其實現進一步發展提供重要保障。結束語：本文通過對5G無線通信技術在發展過程中所產生的多天線傳輸通信和高頻傳輸通信技術，以及密集網絡通信技術等進行簡要介紹，說明了5G無線通信技術相比于以往的無線通信技術，具備低延時、通信更加安全可靠、指出大規模人、物連接、上網峰值速率更高等眾多優勢特點。雖然華為企業在領銜我國5G無線通信技術研發的過程中，還存在些許技術難題尚未完全攻克，但在我國通信技術水平的飛速提升下，相信未來還將出現更加完善的5G無線通信技術，進而帶領