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摘要：在无线移动设备数量、服务飞速增长的背景下，为满足无线用户不断增长的数据率及对新无线应用移动性能的需求，无线系统设计人员已开始进行5G无线通信系统的研究。接下来本文将对新时期5G无线通信技术发展与应用作具体阐述，希望给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：5G；无线通信系统；MIMO
引言
移动通信系统每一次更新换代都有颠覆性技术引领，每一次更新换代都解决了当时的最主要需求，1G时代最主要的需求是系统容量，采用模拟蜂窝加上FDMA技术。1G时代的特点：以频率复用为基础，以频带划分小区；频率受限，需要严格的频率规划；以频道区分用户地址。2G时代最主要的需求是高质量的话音业务以及系统的容量问题，采用数字化技术与TDMA技术，如数字语音编码技术，是2G移动通信的主要突破，TDMA技术使得每个用户占用一个时隙，提高系统容量。3G时代最主要的需求是多媒体业务以及系统容量，采用Turbo码和CDMA技术，Turbo码在3G的应用，使得3G能够支持多媒体业务，打破了2G只支持话音和短消息业务的局限，CDMA使得每个用户使用一个码型，频率/时间共享。到4G时代最主要的需求是高质量多媒体业务以及更大的系统容量，采用OFDM-MIMO+空分多址SDMA技术，MIMO有效地实现了新的空域的开发，使得频谱效率得到更多的提高；比之CDMA，OFDM传送数据的速度更快，可以更好地实现在无线传输环境中的多径效应。当前互联网用户日益增多，移动通信技术面临着容量不足，能耗高且用户体验不足等问题，成为促使5G技术发展进步的主要推动力。
15G无线通信系统结构
针对现阶段无线通信中不断增长的数据率、更高的频谱效率、更大的网络容量及更高的移动性，为解决上万亿用户无线设备运行问题，在5G无线通信系统结构设计过程中，需要以蜂窝结构的形式，进行系统结构的改造。即摒弃传统室外基站在移动通信小区内部的设计形式，将5G无线通信系统划分为室外、室内两个场景。同时为避免建筑物墙壁导致的信号渗透损失，在5G无线通信系统建设时需要在分布式天线系统、大规模MIMO（多输入多输出）技术的帮助下，以一个基站为中心点，在其上部部署十个，或者数百个分布式天线阵列。结合移动毫微微窝蜂基站的设置，可充分满足用户在车辆、高速列车等模块移动性需求。
25G移动通信技术需解决的主要问题
移动通信技术的发展历程显示，容量不足从始至终就是无线通信技术进步中的显著问题，5G会遭遇更大的容量需求与频谱赤字问题，按照相关机构的预测，在未来智能终端的普及与通信数据增加，会使得移动通信业务量每年以将1倍的速度增加，将来十年数据业务量会比之现在增长一千倍。巨大的容量增长，对未来移动通信技术的发展提出了非常大的挑战，5G时代的开启迫在眉睫。
3无线通信系统演变过程
无线通信系统对人们的生活和工作都产生一定的影响，我国无线通信技术的不断发展，让人们的生活更加的科技化在无线通信系统演变过程中，首先，无线通信系统基于GSM系统的无线分组交换技术。主要的目的是实现前后端以及大广域间的无线IP连接。然后通过高速数据处理技术GPRS将无线分组形成的数据资料传输到广大用户的手上。 无线通信技术从发展之初到现在，已经历经了五次技术变革，在无际通信系统技术不断发展过程中，在其中占据着重要意义的就是提高了网速以及网络的使用性能。与此同时，随着无线通信系统网络使用者的人数剧增，可能使得网络各个方面的能量进一步增大。这也激发了无线技术需要向绿色通信技术方向不断的转变，才能满足更广大用户的需求。
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45G无线通信系统的关键技术分析
4.1绿色通信技术
移动通讯技术在全球范围内的信息技术发展中都扮演着重要的角色，在4G通信时代，绿色通信技术也被提及，然而，并没有全面落实。随着5G通信技术的兴起，绿色通信技术能有效地改善耗能高问题。这必须要让广大的通信系统技术研发者，掌握好能源消耗和频谱效率，两者之间的关系，充分的优化各种通信资源。在资源消耗和有效使用两者方面入手，对通讯进行充分的资源开发，实现绿色通信技术不断发展。
4.2空口技术
在移动通信系统中，占据着重要地位的就是空口技术，在之前的3G通讯中，空口技术主要是CDMA，4G的是OFDM。相比于4G通讯技术，5G通讯技术在灵活性和传输速率上面都得到了更广泛的提升。因此，它对于空口技术的要求也就更高，首先，该空口技术必须要支撑1G/s的宽带。主要的目的是为广大的用户提供更高的下载速率。其次，空口技术需要使用物联网传感器，两者之间形成有效的通讯网络系统。最后，通常使用的动态空口技术的基础支撑是F-OFDM、SCMA等[5]。
4.3异构无线通信技术
5G通信当中，对于通信服务活动，有着更高的要求，除了传统的语音服务、短信服务等之外，对于商业活动、科学技术多样性等，也进行了强大的集成。因此，在计算机互联网技术、通信系统技术当中，能够得到更好的融合。所以，在5G通信技术的应用之下，将形成多种互联网节点，能够达到更大的范围。在异构无线通信技术中，通过单元部署、D2D通信技术等，完成操作。在小区部署当中，是指为全面提高互联网系统的传输速度和数据信息，在城市的每个小区内高质量地建立小型基站。这样，能够使宏观网络更加健全和完善，此外，在D2D通信当中，对于区域数据实际需求，进行相应的处理，在相邻设备设施之间，完成内容和数据信息的传输，进而使通信系统传输效率、传输质量等，使其灵活性得到更好的提高。
4.4大规模MIMO（多输入多输出）技术
大规模MIMO技术主要是在发射器、接收器间进行多个天线设置，通过调整多个天线数量及角度，可获得较大的自由度，进而促使5G无线通信信道可接收、容纳更多的信息数据。在大规模多输入多输出系统中，发射机/接收机内部配置了数十个至数百个天线元件，且每一设备及其相关设备具有大量接收天线。上述结构不仅可以充分发挥MIMO通信系统优势，而且可以削弱5G无线通信中噪音影响及快速衰落情况。结合简单线性预编码及检测方式的应用，可以有效降低5G无线通信系统小区内信号干扰现象。虽然在多输入多输出通信系统运行中可以适当减弱信号干扰，但是5G无线通信信道间干扰、天线间同步、多个RF链等问题仍然存在。这种情况下，依据传统多输入多输出系统SM复用增益与发送天线数的对数关系，如何利用空间调制的方式降低多输入多输出系统复杂度，也成为大型MIMIO系统研究的新方向。
结语
随着我国科学新技术的蓬勃发展，和国外通讯领域的差距也不断缩小。在未来通信技术发展过程中，我国必然出现5G通讯引领的时代，才能更好地实现信息的交流和同步，在此通信技术发展前提下，作为通信技术人员必须要掌握全面5G无线通信技术关键内容，真正的推动着5G无线通信系统从理论走向实践。最大范围内满足人们对无线数据业务服务的要求，也推动着我国5G无线通信系统的质量和效率得到更进一步的提升。
参考文献
[1] 张永刚 . 面向 5G 无线通信系统的关键技术探讨 [J]. 数字化用户 ,2018,24(43):7.
[2] 刘馨 . 基于面向 5G 无线通信系统的关键技术探讨 [J]. 数字通信世界 ,2018,(4):50.
论文作者:李春雨
论文发表刊物:《城镇建设》2019年12期
论文发表时间:2019/8/26
标签：通信系统论文; 技术论文; 通信技术论文; 系统论文; 无线通信论文; 天线论文; 容量论文; 《城镇建设》2019年12期论文;