摘要：市场经济的发展与数据通信业务量的增长推动了无线通信技术的发展，5G技术已成为现阶段通信工程发展的重要方向。本文分析了无线通信工程的发展趋势，从高频传输技术、多载波技术、D2D通信技术、干扰处理技术以及MIMO技术等五个层面入手，探讨了5G无线通信的具体技术类型及其特点，以供参考。
关键词：无线通信工程；5G技术；移动通信
引言
自2017年我国首个5G基站建成并开通以来，5G技术已成为无线通信技术变革发展的主导方向。据中国产业信息网公布的统计结果显示，预计2020年我国将实现万站规模化商用，高频微波波段的引入有助于缓解频段拥挤问题，5G基站的规模化建设必将引领无线通信工程步入全新的历史发展阶段。
1无线通信工程的发展趋势分析
1.1更快传输速度
相较于4G通信技术而言，5G作为当下时段国内最尖端的通信技术，将其应用于通信传输中可在波段28GHz的情形下达到1Gbps的通信传输速度，其传输速度较4G下的75Mbps而言超出近10倍，在进行非对称数据的传输时也可达到77Mb/s的传输速率。5G通信技术传输速度的提高主要取决于MIMO技术的应用，凭借高频、短波长的特质提高信息传输所产生的额外增益，还可以结合波束赋形提高高频通信传输质量，借助下载速度的提升满足不同用户主体观看3D视频、使用AR、VR设备的需求。
1.2更高通信精度
LTE技术凭借其1ms的单个调度周期TTI进行数据传输，5G技术的研发在现有帧结构的基础上进行了性能升级，通过在物理层缩短子帧时域实现针对时延问题的有效优化，不仅可以达到低延迟水平，还可以有效提高通信精度，为自动驾驶技术的革新与远程医疗事业的进步贡献了重要价值。当前我国已经与美、日、韩等国家完成了合作协议的商讨，预计将于2020年实现5G技术频率标准的统一，在全球范围内实现相关设备的普及、创设一体化服务。预计截至2021年，全球的5G用户将会达到1.48亿人，5G服务市场价值的提升必将成为无线通信工程发展的大势所趋。
1.3更大信息容量
当前我国已连同美国、韩国、日本、欧盟等国就5G频谱问题达成了初步共识，3.3-3.6GHz、4.8-5.0GHz的中频段是解决我国5G容量问题的核心频段，能够更好的缓解以往3GPP技术支持下的功耗问题，满足物联网发展的需求，进一步助推智能化城市的建设与发展[1]。同时，5G技术的研发也成为无线通信工程发展的主导方向，能够在电子商务平台中进行快件位置查询时精准定位到街道，还可以实现家居的智能化控制。以广东省未来屋数码科技有限公司为例，该公司最新研发的皇室智能插座便应用了无线双向传输、MCU控制等技术，未来该公司着力将5G技术的研发作为主导方向，进一步提升家居控制的智能化程度。
1.4更强兼容性
在2G、3G、4G通信技术的基础上，5G技术的研发可以实现以往几代通信技术的兼容，完成一体化通信平台的构建，实现WIFI、蓝牙等无线技术的有效接入，提升通信服务效能与更强大的兼容性。同时，当前电子商务在市场经济中的贡献率稳步上升，未来5G通信技术的应用也为无线通信工程的发展指引了全新的方向，为网络支付安全提供稳固保障。
2 5G无线通信的相关技术探讨
2.1高频传输技术
以往的2G、3G乃至4G技术都保持3GHz的低通信频率，可以实现较为理想的覆盖面积，具有较强的穿透性，然而受低频段的限制，这些通信技术的可用频谱有限，无法依靠提高频谱效率满足5G技术的通信需求。在此背景下，高频传输技术应运而生，当前我国着重围绕24.25-27.5GHz以及37-42.5GHz的毫米波频段进行高频频谱的研发。以基于波束的高频段传输技术为例，受高频载波波长的限制，导致其天线的实际尺寸相对较小，因此当前在研发高频通信的天线技术时通常选用高增益、窄波束这一类型，有效提升高频通信的覆盖强度，其具体传播方式如图1所示。
2.2滤波器组多载波技术
该技术主要借助多个载波信号实现高速数据流的精确分割，将具备低传输速率的子数据流分别配有对应的子载波信号，在通信传输的过程中分别控制好时延扩展以及码元周期，以此降低码间干扰阻力，更好的适应多变无线环境下的通信传输需求。滤波器组多载波技术主要依靠以下两种技术得以实现：其一是OFDM技术，该技术使得多个子载波呈现出相互正交的形式，在完成调制后各子载波的频谱相互重叠，只需完成解调后便可以使其恢复原有状态。OFDM技术的频谱利用率与抗码间干扰水平较好，但频率偏差和峰均比的变化对其也造成了一定的干扰。其二是FBMC技术，该技术借助滤波器实现对信道频谱的均匀分割，以此确保信道频率可以得到复用，完成子带信号的分解与重建输出，其数学表达式分别为：
图1基于波束赋形的高频传输方式
2.3D2D通信技术
该技术主要依托WIFI、蓝牙等技术在不同终端设备之间构建通信网络，实现设备间的即时通信。在5G系统中，若干D2D用户共同构成了分布式通信网络，每一名用户都位于通信网络中的一个节点，可以实现信号的发送、接收、转发与硬件资源的共享，以供其他用户直接访问。
2.4干扰处理技术
其一是智能干扰管理技术，该技术具有高异构性、智能化、动态化等特点，需要依据所处网络环境与网络特征提供相应反馈，进而结合反馈选取管理措施实行动态调整，确保能够使干扰管理与无线网络环境构成良好的互动关系，有效提升抗干扰性能。其二是干扰迁移技术，该技术基于异构网络与微蜂窝基站的特点，借助移动热点进行干扰区的构建与划分，用户只需利用无线接口便可以实现移动热点的实时接入，进而利用微蜂窝接口实现网络回程[2]。
2.5MIMO技术
该技术又称为多端口输入输出技术，可以满足单点对多点的通信要求，实现发射功率与通信带宽复用的显著加强，进一步提升无线网络环境下的通信性能。在利用MIMO技术时需选取多根天线，将其分别设置在通信系统的发射端和接收端两侧，借助空间多路复用实现最大增益，进一步提升通信链路的性能，增强系统的总吞吐量，并依托5G技术实现云无线接入网，从而进一步提高无线通信网络的使用效能。
结论
相较于传统4G技术而言，5G通信技术在传输速度、通信精度、信息容量等方面都发挥了显著的性能优势，不仅可以满足多元用户主体的需求，还能够有效提升资源利用率、优化业务服务质量。基于此，更应当着重强化有关纳米技术、信息保密技术的研发，降低通信过程中的能量消耗，助推无线通信工程发展。
参考文献
[1]周群峰,徐龙华,李攀.当今下一代无线通信技术的发展方向探索[J].中国新通信,2018,20,(17):175.
[2]梁宇明.面向5G无线通信系统的关键技术探讨[J].计算机产品与流通,2018,(03):54.
论文作者:刘凯婷
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/14
标签：技术论文; 通信论文; 通信技术论文; 通信工程论文; 载波论文; 频谱论文; 干扰论文; 《基层建设》2019年第4期论文;