5G移動(dòng)通信技術(shù)下的射頻重點(diǎn)技術(shù)

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【摘要】5g通信已經(jīng)在我國(guó)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)運(yùn)行，其巨大的通信優(yōu)勢(shì)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生了積極影響。本文通過(guò)介紹5G移動(dòng)通信技術(shù)基本概念和特點(diǎn)，探討其射頻技術(shù)的運(yùn)用手段和存在的問(wèn)題，并進(jìn)行有效的分析。

【關(guān)鍵詞】5G移動(dòng)通信技術(shù)；射頻技術(shù)；分析

引言：

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通信已經(jīng)成為智能化社會(huì)的重要載體，而5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，為人們的生產(chǎn)生活提供了極大的便利，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了強(qiáng)勁的動(dòng)力。5G技術(shù)也成為了科技領(lǐng)域的熱門(mén)課題，其關(guān)鍵技術(shù)也產(chǎn)生了較為龐大的市值，吸引著科研機(jī)構(gòu)投入其中，特別是射頻技術(shù)作為5G通信的重要前端技術(shù)，是影響通信質(zhì)量和效率的重要因素。

一、5G移動(dòng)通信技術(shù)概述

5G移動(dòng)通信技術(shù)是對(duì)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)通信需求的有效解決，其高速的傳輸速率、廣泛的覆蓋范圍和及時(shí)的相應(yīng)時(shí)間為各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展提供了高效的途徑。

二、5G移動(dòng)通信技術(shù)的基本特點(diǎn)

5G技術(shù)相較于4G來(lái)說(shuō)，在許多關(guān)鍵技術(shù)上有了重大的突破，其被廣泛運(yùn)用到生活生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。綜合考慮5G的運(yùn)營(yíng)情況和使用體驗(yàn)，其相對(duì)于其他通訊模式，具有非常鮮明的特點(diǎn)。

2.1通信速度快

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的通信速度是影響其應(yīng)用范圍和力度的關(guān)鍵。隨著智能設(shè)備的更新?lián)Q代，高質(zhì)量和高速度的信號(hào)傳輸已經(jīng)成為衡量網(wǎng)絡(luò)性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。5G的應(yīng)用有效滿(mǎn)足了人們對(duì)網(wǎng)速的要求，方便了社會(huì)的生產(chǎn)生活，較大的數(shù)據(jù)資料能夠不受空間的限制進(jìn)行高速傳輸，加大提高了經(jīng)濟(jì)生活效率，為用戶(hù)提供更加便捷的服務(wù)體驗(yàn)。

2.2覆蓋范圍廣

5G技術(shù)通過(guò)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和相關(guān)技術(shù)的革新，使其網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍變得更加廣大和深入。在環(huán)境惡劣的地區(qū)，可以利用5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)資源環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為這些地區(qū)的管理工作提供有效的支持。同時(shí)可以對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深層次的覆蓋，保證各個(gè)角落的通信質(zhì)量，極大方便了用戶(hù)的使用。

2.3低延時(shí)

5G技術(shù)的超低延時(shí)，為無(wú)人駕駛技術(shù)的完善和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的革新帶來(lái)了強(qiáng)大的技術(shù)支持。5G在無(wú)人駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用，可以極大的簡(jiǎn)化設(shè)備的復(fù)雜程度，通過(guò)高速和超低延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)通信，將數(shù)據(jù)指令實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆O(shè)備中進(jìn)行執(zhí)行，提高了設(shè)備的安全性和實(shí)用性。其在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)設(shè)備的全面智能化操作，對(duì)操作指令進(jìn)行及時(shí)的運(yùn)行，極大提升生產(chǎn)效率。

三、基于5G移動(dòng)通信技術(shù)的射頻重點(diǎn)技術(shù)分析

3.1大規(guī)模MIMO技術(shù)

MIMO技術(shù)作為能夠有效提高通信系統(tǒng)頻譜利用效率的手段，已經(jīng)在4G網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用，但受4G網(wǎng)絡(luò)的自身頻譜限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)其真正的性能。其工作原理是通過(guò)增設(shè)天線(xiàn)，利用有限的空間，不改變頻譜和天線(xiàn)功率的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)通信效率的提升。隨著5G時(shí)代的到來(lái)，大規(guī)模MIMO技術(shù)已經(jīng)在基站的建設(shè)中得到應(yīng)用，但是手機(jī)等智能移動(dòng)終端受限于自身體積和成本的考慮，無(wú)法實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)的深入運(yùn)用，影響整體的信息傳輸效率。

3.2同頻雙工通信技術(shù)

5G通信對(duì)通信設(shè)備的頻譜有較高的要求，同頻雙工通信技術(shù)的利用能夠極大提升頻譜利用效率，實(shí)現(xiàn)在信號(hào)通道上的兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行，能夠同時(shí)接受和發(fā)送信號(hào)，理論上能夠?qū)崿F(xiàn)頻譜的雙倍利用。通信效率的提升也帶來(lái)了干擾問(wèn)題，同一端口同時(shí)的發(fā)送和接受還會(huì)產(chǎn)生極大的干擾，嚴(yán)重影響通信質(zhì)量，同時(shí)該技術(shù)與MIMO技術(shù)的運(yùn)行存在不兼容的情況，系統(tǒng)天線(xiàn)數(shù)量的增加，使其整體設(shè)計(jì)變得復(fù)雜且不易實(shí)現(xiàn)。[2]當(dāng)前的干擾消除技術(shù)主要是從數(shù)字和模擬兩個(gè)方向進(jìn)行研究。其中數(shù)字方向是對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變，通過(guò)相應(yīng)的算法對(duì)信號(hào)中的干擾進(jìn)行處理，達(dá)到抵消干擾的效果。而模擬方向的方法是將干擾信號(hào)的進(jìn)行幅度相當(dāng)?shù)姆聪蚝铣?，使干擾信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)抵消。

3.3毫米波頻段通信技術(shù)

隨著無(wú)線(xiàn)通訊領(lǐng)域的迅速發(fā)展，現(xiàn)有的低端頻譜已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足5G通信的要求，MIMO和同頻雙工技術(shù)的應(yīng)用提高了頻譜利用率，但是仍然無(wú)法解決通信系統(tǒng)容量偏低的問(wèn)題。而毫米波因其波長(zhǎng)短和頻段較寬的優(yōu)點(diǎn)，能夠?yàn)?G通信提供優(yōu)質(zhì)的頻譜資源。其主要的應(yīng)用形式是混合波束賦形，通過(guò)與MIMO技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)頻譜利用效率的提升。而毫米波技術(shù)在具體的應(yīng)用中也存在許多問(wèn)題，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要毫米波波長(zhǎng)較短的問(wèn)題，其天線(xiàn)陣列應(yīng)當(dāng)小于中頻電路的尺寸，增大了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。同時(shí)毫米波要進(jìn)行前段天線(xiàn)一體化處理，不能適用接口連接方式，在設(shè)計(jì)中要采用波導(dǎo)接口，提升通信效果。

結(jié)語(yǔ)：

射頻技術(shù)是5G前端開(kāi)發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)提升頻譜利用率，提升通信質(zhì)量具有重要意義，其科學(xué)的利用能夠?yàn)?G的發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]趙天潤(rùn).5G移動(dòng)通信技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)研究.信息系統(tǒng)工程.2019.

[2]任宇鑫,張翔,魏貴明.適用于5GOTA射頻測(cè)試的動(dòng)態(tài)賦形緊縮場(chǎng)研究及其應(yīng)用.信息通信技術(shù)與政策.2019.

作者：陳高強(qiáng) 林曉君 俞利光 單位：三維通信股份有限公司