摘要：随着第四代移动通信进入商业规模阶段，第五代移动通信技术应运而生，并成为全球研究热点。第五代移动通信引领了一个时代，对无线通信进行了技术创新，包括信息传输的稳定性在内都有所保障，通信上甚至超越了有线通信。基于此，以下对面向5G无线通信系统的关键技术进行了分析，以供参考。
关键词：5G系统；无线通信系统；关键技术分析
引言
随着我国经济的不断发展，网络通信技术也在不断完善。无线通信技术也在不断更新。目前，越来越多的国家重视通信技术的研究，投入大量的人力、物力和财力对5G技术进行深入研究。中国在科学技术方面取得了巨大成就，通信技术也得到了很好的发展。为了满足人们的需求，我国也在不断研究5G通信技术。5G通信技术的发展已经成为我国乃至全球通信技术的发展趋势。
15G无线网络通信技术概述
5G的面世在某种程度上奠定了数字化时代信息革命的高潮。作为新一代的移动通信网络，其最大的优势就是传输质量和传输速度显著提升。5G的信息传输速度最高可达10Gb/s，下载一部电影只需要短短数秒。5G网络不局限应用于智能手机和平板电脑，还包括智能手表、家庭电子设备等。5G的原理是C=λV，即光速=波长×频率。传统的有线通信被距离空间所限制，为了保证信息的传输速度和质量，需应对空气中的传播影响因素。5G信号的传输是应用超高频电磁波进行的，频率越高速度越快，因此实现5G系统全面覆盖开展商业化的相关技术理论成为现实。高频的电磁波，频率越高则波长越短，直线传播过程中衰竭的程度也越大。实际上，日常生活的通信中广泛存在遮挡物。如果使用5G网络，那么为了覆盖相应范围并提升通信质量，就必须增加基站数量。现实因素既促进了5G通信网络的研究，又阻挡了其发展。5G网络通信的发展仍存在许多困难和挑战。要克服相关问题，必须以正确的方法、合理的姿态来面对众多客观限制条件，如资金成本、土地资源及收费方式等
2第五代移动通信技术所具备的特点
其一，第五代移动通信数据传输率提高。第五代移动通信技术的数据传输速度明显加快，可以达到每秒数十千兆字节。第四代移动通信技术的无线传输速率为75Mbps，第五代移动通信技术的无线传输速度可以达到1Gbps，而且具有非对称数据传输的能力。其二，第五代移动通信有很强的兼容性。第五代移动通信技术涉及无线技术，诸如Wi-Fi、蓝牙等等，有多种无线通信技术可以兼容。在网络技术支撑下，移动支付更为安全，而且速度更快。其三，第五代移动通信的功耗低。无线网络通信技术在应用中，应用程序的连续运行各种附件的支持。程序被发送到服务器，之后发送请求。在第五代移动通信技术应用中，不仅信息传输的迅速快，而且还具有自动审计功能，避免来自无用应用程序的请求，从而避免资源浪费，电池的使用寿命得以延长。
3分析面向5G无线通信系统的关键技术
3.1云计算技术
早在5G投入商业应用之前的2012年，《纽约时代》便发表文章，向全世界宣布大数据时代已经到来。所谓“大数据”，描述的是在网络时代数据总量呈几何级数急剧增长，数据类型日趋多元、复杂。在大数据时代，传统的并行计算、分布式计算、网格计算已经不能处理大量涌现出来的数据，人们处理的数据已经无法以TB级、PB级衡量，而上升至ZB级（1TB=10995.11627776亿字节，1PB=1024TB=11259000亿字节，1EB=1024PB=1.1529216百亿字节；1ZB=1024EB=10万亿字节）。因而专家们开发出了云计算技术。而5G系统也应积极应用云计算技术，充分发挥5G连通大量在线服务器的优势，充分利用分布式网络资源进行大数据计算；并在大量用户中共享数据应用。5G系统还应主动应用移动云计算技术，采用离线阶段算法与在线阶段算法，进一步提升数据压缩密度，同时克服云计算在时延性上的不足。
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3.2高频通信技术
未来5G通信技术应用中，高频传输作为5G网络技术的核心，需要根据波长在实际传输过程中受到的影响进行完善。5G高频传输通信技术主要是克服电磁波的输出频段以及损耗影响，保证传输性能。由于直线传播损耗较多，且电磁波同光的传播一样是向四周发散的，所以高频通信技术实则是将信息传输的路径进行规划，将四周发散的电磁波进行集中传输。通过波束赋形的阶段，通过对射频信号的相位控制，使得相互作用后的电磁波的波瓣变得非常狭窄，并指向所提供服务的手机，而且能根据手机的移动转变方向。这种空间复用技术由全向的信号覆盖变为了精准指向性服务，波束之间不会干扰，在相同的空间中提供更多的通信链路，极大地提高了基站的服务容量。
3.3空口技术
为了增强5G网络的开放度，5G系统需要应用空口技术。5G空口技术又分为低频新空口与高频新空口。低频新空口主要用于整合新型多址、调制编码与大规模多天线阵列技术，适用于热点高容量、连续性、大面积广泛覆盖、低时延的可靠场景；高频新空口则通过高密度部署与超大带宽信道，提高数据流量密度与数据传输速率，适用于高容量、高热点、覆盖面积小、信号指向性强的场景。
3.4新型多天线传输通信技术
传统手机由于通信技术的限制必须要在手机上安装天线，而数据天线的“消失”，代表着通信技术的进步。通过隐藏在手机内部的天线，可以了解到天线的长度与波长成正比例关系。由于高频电磁波的应用，波长的长度变短，导致天线变短。这就意味着原本存放天线的区域由于体积变小，可以适当地增加数量。覆盖大范围的基站也显著增加了天线的数量。通过对天线进行改进，能够有效提升容量、速度以及耐性。通过有效提升阵列增益及干扰抑制增益，使通信工作性能得到较大提升。5G发展过程中，天线技术不断发展，能够更好地满足业务需求。此外，多数量、小范围的微基站既增加了通信效果，又不会对人们的身体造成影响。
3.55G无线网络通信技术的毫米波通信技术
现如今这个阶段的频谱资源利用主要还是集中在三百兆赫兹到三G赫兹频段之间，虽然毫米波里存在很多的频谱资源，然而我们现在对于毫米波的利用还不够深入。现在我们的5G无线网络通信技术的重点研究技术就是对于毫米波进行了深入的频内资源利用，毫米波有路径的损耗内容，在房屋中的穿透损耗内容以及雨衰等内容。通信通道对于传输的影响可以造成路径损耗以及发射功率敷设的扩散也直接导致了路径的损耗，这些无疑成为了无线网络通信技术研究过程期间不可避免的问题，倘若遇到噪音或其他信号的干扰也会避免不了的出现损耗。
结束语
5G本身就是技术创新的产物，在5G时代，技术创新的速度必将进一步提升。我们完全可以预见以上这些关键技术也将发展、升级，甚至被更先进的技术所淘汰。因此，我们不仅需要密切跟踪5G技术的发展，更应积极研发5G核心技术，牢牢掌握5G主导权。
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论文作者:于洋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/11
标签：通信技术论文; 天线论文; 技术论文; 电磁波论文; 第五代论文; 毫米波论文; 数据论文; 《基层建设》2019年第22期论文;