无线传输技术在5G中的应用

李荣华

广东南方通信建设有限公司 广东广州 510000

1 5G移动通信的现状

目前，5G移动通信多部署于城市人口密集场所，比如商业超市、体育广场、地铁交通、高层住宅和密集社区等，这些区域承载的业务多、用户多，也是各个运营商的经济利润区和重点建设区，5G移动网络建设采取的方式可以为宏站或直放站。一些运营商在4G移动通信信号的基础上，利用小型基站完成对5G移动基站的部署和通信，直放站可以部署于商业超市、体育会馆等；一些运营商采用宏站，构建一个大型的基站，部署于铁塔、楼顶，实现对5G信号的发射和接收。5G移动网络承载的业务软件也大大增多，不仅可以实现传统移动应用，同时还可以支持VR、GPS定位功能，这些应用需要依赖高速的数据传输通道，以便能够提高应用的实时性，5G网络也引入了许多先进的技术，比如SON技术、D2D技术、异构超密集部署分析技术和SDN技术[1]。

2 无线传输技术

2.1 大规模MINO技术

MIMO（Multiple-InputMultiple-Out-put）技术使用多个发射和接收天线，完成信号端与端之间发送和接收，实现空间复用。MIMO技术相较于普通的SISO技术占用的频带资源和天线的发射功率并没有增加，但成倍的增加了信道容量。信息论表明频谱效率和可靠性与天线的数量成正比。特别是当发射和接收天线的数量都很庞大时，MIMO信道容量与收发天线中的最小值近似呈线性关系。2010年贝尔实验室提出大规模MIMO（MassiveMIMO）概念，为基站配置多于现有系统天线1～2个数量级的天线，在同一视频资源上为若干用户提供服务。大规模MIMO技术的优点如下：大规模MIMO系统较传统MIMO系统相比，能够在不增加基站密度和带宽的情况下大幅度提高频谱效率，深度挖掘空间资源。使用波束赋形技术，将波束集中在一小块区域内，从而将干扰大幅降低。系统并行传输数据流，能够显著降低信号的衰减，降低误码率。

2.2 信道建立模型

信道建立模型其主要针对的是周围环境状况的概述，它是一种抽象的，它可以利用大量的数据来反映出周围环境的特点，根据其环境特点，设计相应的模型，保证运输过程顺利进行。在5G技术发展迅速的背景下，信道建模逐渐凸显其在传输应用方面的优势，即它在传输空间上具有连续性以及在空间方位上具有很好的可移动性。同时，其模型所处的环境是随机的，不是固定的，这使得在空间运输上多个线路可能会交错，其周围的环境会发生融合，这是我们所不希望看到的，这一问题正是当下我们要研究以及要解决的。如果想要扩大网络容量以及频率的较高利用率，多天线技术将是5G技术全面开展的主要技术，相应的信道模型也呈现出新的特点。高频段和未来短程无线通信系统的信道特性需要支持超大数据速率，因此对于没有使用毫米波频谱的技术进行开发，可能会有较好的发展方向。毫米波信道建模具有损耗高、散射大、对动态环境敏感等特点，国内外的学术人员对这一问题进行了多方面讨论，最后决定应用建立模型来展开研究。随着研究的深入，相应的信道模型也呈现出不同的特点，因此需要对相应的新技术进行深入的测量和建模[2]。

2.3 信道编码

极化码的发现，使二进制在输入过程中，运输的容量达到最大，同时还可以使编码的运行简单化，这一重要发现有效的帮助了5G技术更好的运行开展以及更加明确了全双工技术的研究方向。很早之前，极性码就已经在中国进行了第一阶段的现场测试。测试结果表明，通过采用偏振编码和动态选择译码算法，在短分组和长分组两种情况下都获得了稳定的性能增益，改善了频谱特性。实验结果证明，短分组和长分组的性能的提高，有助于达到高速运输、短时间运输等方面的需求。

2.5 5G大规模天线系统

5G大规模天线系统，是在基站所覆盖的区域内配置多个天线，与4G系统的4根或者8根天线数增加一个以上的量级[3]。为满足居民需求，将这些天线分散在各个小区内部，或是通过大规模的阵列方式对其进行集中性的放置，这将其统称大规模的MIMO技术，如图1所示为大规模的协助式无线通信环境，其能够通过深入挖掘采用无线空间的维度资源，将未来移动通信网络中存在功率效率与频率效率的问题。由图1对大规模评估系统的研究表明随着天线个数的不断增多，甚至逐渐趋向无穷大，或是多用户信道逐渐趋向正交，在此情况下，针对互补相关的小区，或是受到Gauss噪音干扰的区域逐渐消失，但其可以随意的降低用户的发送功率。与此同时，针对单个用户来说，其信息容量仅局限于其他小区内对采用相同的序列用户的干扰。

图1 大规模的协助式无线通信环境

3 结语

随着物联网及移动通信的发展，用户对网络体验的要求提升，4G移动通信技术已无法支持未来更多用户及连接设备的需求。信息传输速度更快、传输模式更优的5G网络技术得到广泛关注。5G技术能够实现超高频段下的每秒Gb级以上的数据传输，在保证更高的数据传输速度的同时解决了目前移动通信波段资源面临枯竭的问题。综上所述，以上内容就是对无线传输技术在5G中的应用的论述。