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5G無線通信技術論文

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近些年來,隨着我國通信技術的飛速發展和廣泛應用,5G已成爲當前無線通信技術領域的研究重點之一。我國對於通信技術十分關注,也在5G研究領域投入了大量的人力、物力、財力,以加強技術跟蹤與預研。本文結合5G無線通信技術進行了總結,並就5G無線通信技術的相關應用進行了分析。

5G無線通信技術論文

移動通信的發展給人們的生活帶來了極大的便利,也改變了人們的生活方式、工作方式、社會政治以及經濟發展等。資訊化時代的到來,移動通信設備與多媒體業務直線上升,有關數據顯示,2020年之後,5G無線通信技術將成爲移動通信主流網絡系統。

一、5G無線通信關鍵技術發展跟蹤

當前,各主流通信機構紛紛提出了5G無線通信技術方案,此類方案無論從思路方面,還是側重點方面均各有特色。下文分別從4種類型出發進行分析。

(一)多天線傳輸通信技術

以大規模天線陣列(LSAS)、大規模MIMO爲基礎的通信技術的提出,旨在提升頻譜的利用效率。其中,LSAS技術極大地提升了陣列增益、干擾抑制增益,提高了小區總頻譜及邊緣用戶頻譜的效率。LTE、LTE- Advanced就MIMO天線,推出了一系列改進,極大地滿足了小區容量、下載速率不斷增長等需求。但就LTE-Advanced而言,其基站下行最高只能提供8根發送天線,性能提升仍有很大空間。

未來5G通信技術將進一步引入有源天線技術(AAS),利用該技術更易獲取小區基站上Massive MIMO部署情況,完成3D波束成形,增強系統的容量,實現日趨增長的業務需求。

(二)高頻傳輸通信技術

未來5G通信技術將朝着高頻段方向擴展,特別是mm波頻段。三星公司已就28GHz、37GHz頻段信道進行了測量,也開發了以28GHz頻段爲基礎的樣機,經驗證,樣機已實現了1Gbit的下載速率,表明高頻段能夠在移動通信場景下推廣和應用。但其實施過程仍面臨諸多困難,由於空氣吸收狀況,頻段越高,電磁波路徑的'耗損就越高。加之高頻段傳輸繞射力差,因而傳輸性能無法保證。此外,器件少、價格昂貴,因而在應用推廣方面仍有難度。

(三)密集網絡通信技術

爲適應數據業務需求的不斷增長,必須採用密集的小區部署,這也是5G技術提高總體性能的關鍵。可透過更多低功率節點的引入,增強熱點、消除盲點、提高網絡覆蓋率及系統容量。但小區密度增加的同時,網絡拓撲也異常複雜,勢必引發更嚴重的干擾。因而必須加強幹擾管理,提升抗干擾能力。爲了提高網絡抗干擾能力,3G PP Rel-11提出了eICIC,包括CCRS抵消、干擾消除等技術,此類技術能夠在不同自由度上利用調度使干擾信號正交,繼而實現消除。此外還有很多新技術的引入,也爲干擾控制提供了途徑,如認知、干擾對齊等技術。

(四)新型網絡架構

未來5G將朝着蜂窩、Wi-Fi相融合組網的新型網絡架構方向發展,以促進非授權頻段業務分流的實現。此外,爲減輕基站的壓力,提出了D2D網絡概念。當前,在LTE Rel-13中,D2D技術研發已經開始,也將成爲5G中最關鍵的技術之一。該技術無需基站轉接,即可實現數據交換,提供相應的服務,削弱蜂窩網的負擔,減少功耗、加快速率。但通信系統同D2D系統的融合過程中,需決定何時進行D2D通信模式啓動,及其如何同蜂窩通信系統實現資源共享,如此這些導致D2D系統資源調度異常複雜。

二、5G無線通信技術的相關應用

當前,軟件業和電子製造業的飛速發展,產品更新換代的速度越來越快,通信行業中優質的服務體驗已成爲基本需求,高質量的移動通信網絡環境更爲重要。除了要提供短信業務與語音業務,通信網絡還提供數據業務,而相容性好、速度快則是5G無線通信技術發展帶來用戶的最直接體驗。

(一)5G高速的應用

5G的讀寫速度要比硬盤快得多,即傳統存儲設備在5G網絡中將被淘汰。

1)在安卓系統中的應用。開放原始碼和Linux是安卓系統的研發基礎,在智能手機、平板電腦等移動設備中使用較多。與其他操作系統一樣,安卓系統一共有四個分層架構,包括應用程序框架層、應用程序層、系統內核層和系統執行庫層。

5G納米技術可以在安卓系統的系統內核層中使用,實現硬盤驅動與系統基礎檔案的分離。5G高速傳輸技術可將硬盤驅動無縫隙地從雲終端同步至終端,一方面節約了終端系統的存儲空間,另一方面豐富了終端系統的硬件設備。此外,5G技術的高保密性可以提高安卓系統的安全係數。

2)光場相機中5G的應用。光場相機的原理是先拍照再對焦,在抓拍照片過程中,不必在意照片的模糊程度,只要是在相機焦距允許的範圍內,都可以對焦後再選擇滿意的照片。但容量大是光場照片的致命缺點,單張照片大小通常爲200M,有的甚至達到500M,5G的高速存儲功能正好滿足光場相機的需求,強大的存儲空間和傳輸速度將完美解決光場照片容量極大的問題,將光場技術的作用發揮到最佳。

(二)5G高相容性的應用

5G可與4G、3G、2G通信協議、Wi-Fi等通信技術相融合,如此高相容性極大地減少了資本開發與維護費用。

三、結語

5G無線通信技術的發展,是我國引領世界經濟發展、促進全球經濟一體化的動力之一。資訊的同步更新,使得5G爲醫療、軍事、教育以及建築等行業提供更多的資訊資源和便利,在整個世界範圍內建立一個完善的智能化移動網絡體系。