面向5G通信的射频关键技术分析与研究

官卓坚

摘要：社会的进一步发展，促使现阶段人们对于网络速度以及移动通信质量提出了更高要求，为了满足日益增长的通信需求，5G通信技术被研究发明。基于此，本文立足于通信角度，分析了5G通信网络中应用到的几种射频技术，研究了射频技术应用原理。希望以下内容的论述可以促进我国5G通信尽快普及。

关键词：大规模MIMO技术 同频全双工技术 毫米波频段移动通信技术

引言

新时代背景下，通信“G”时代已经经历了五个阶段的发展，在5G时代下，为了进一步提升信号传输质量以及传输效率，在通信系统建设中应用了新的天线技术以及编码技术，由此可见5G通信应用的射频技术必将会更加尖端。因此，对面向5G通信的射频关键技术分析与研究有着鲜明现实意义。

1 5G通信技术概述

5G通信技术是时代发展的必然结果，是为了满足当下民众通信基本需求，立足于4G通信基础之上所形成的一种新型通信技术。与当下应用的4G通信技术相比，5G通信系统对于信息的接受以及传递都要更加高效。具体可以从以下两个方面进行论述：一方面，在5G通信背景之下，因为通信技术被进一步创新，因此可以实现诸多用户的统一协作，在协作的基础之上可以实现多点交互。另一方面，在大规模的频谱资源应用环境下，数据信号的传递与处理会更加高效、便捷。

2 5G通信中的射频关键技术

2.1 大规模MIMO技术

对于MIMO技术的研究，可以简单的将MIMO理解为一种数学模型，而此类数学模型在发挥作用时依赖于天线，因此可以进一步提升信息傳递效率。对于大规模MIMO技术而言，为了迎合5G通信系统建设，可以衍生出以下几种技术：①大规模MIMO技术。简单的来说就是应用TDD系统或者是链路正交导频技术实现信道参数的计算以及上下行链路互易性。但是通过多次试验研究发现，此种方法存在一定的局限性，无法保证进信息传递过程中的鲁棒性。②天线技术。天线的配置方式主要有以下两种类型：一种是集中式配置方法，简单的来说就是将所有的天线，全部集中在一个基站当中的配置形式。另一种是分布式配置方法，所谓的分布式配置方法其实就是将所应用的天线，按照事先规定的连接方法，连接在多个不同节点之上。通过对以上两种配置方法的具体应用形式进行分析可以发现，二者共同点在于都是应用诸多的天线实现对空间无线资源的挖掘，最终提升通信系统的传递效率以及质量。

2.2 同频全双工技术

对于5G通信网络系统而言，为了进一步提升信息传递效率以及传递过程中的稳定性，所以系统内部需要融合更多的频谱资源，并且对于应用到的频谱资源需要进行全面分析，此种需求下，同频全双工技术被发明和应用，作为一种资源挖掘手段，因为其本身具有的高性能，被更多人所了解和关注。对比现阶段的4G通信系统，其对于频谱资源的挖掘分析，主要应用FDD以及TDD两种技术，但是此两种方法下的频谱资源分析效率较低无法适应5G通信系统的大规模资源分析，而同频全双工技术可以很好的解决FDD、TDD技术的不足。

但是就目前该类型技术在SG系统中的应用情况而言，没有完全发挥出技术应用的积极作用，究其原因是由于系统内部同频段在进行信息接收过程中会存在明显干扰，而此类干扰将会直接影响同频全双工技术发挥作用。为了更好的解决上述问题，在同频全双工技术基础之上又衍生出了两种新型技术：

模拟域自干扰技术：该类型技术在实际应用过程中，会在射频电路内部产生干扰抵消信号，但是干扰抵消信号并不能消除所有类型的干扰。因为通信系统内部应用了同频全双工技术，所以会出现收发机问题，此种背景下，系统内部的自干扰信号强度将会进一步提升，自干扰效果也就会越发明显，模拟域技术仍然无法满足应用需求;

数字域自干扰消除技术：该类型技术是立足于ADC采集同频全双工收发机信号基础之上，而衍生出的一种技术。发挥作用时，主要应用排除法降低干扰。对于模拟域自干扰技术而言， 该类型技术的适用面将会更加广泛，可以从多个层面降低信号干扰，同时技术的应用也更加方便，可以实现大规模应用。但是此种技术应用过程中也会受到发射通道等因素的影响，因此还需进一步完善。

2.3 毫米波频段移动通信技术

5G通信技术与4G相比，最为明显的差别就是其内部的频谱资源数量进一步增加，尤其是一些传输速度快、容量的资源也会被融合到系统当中。从4G通信角度来说，在诸多频谱资源的应用过程中，已经出现了很多问题，例如信息通道堵塞等，而这些问题在资源应用更加广泛的SG通信系统中同样会出现，这也是5G通信建立亟待解决的问题之一。基于以上建设需求，毫米波频段技术被发明应用，可以为5G通信提供更加稳定的频谱资源内容。就现阶段的发展情况而言，世界各个国家都在对该类型技术进行研究，其中韩国的三星公司应用此种技术实现了两千米距离下的1.056GBPA文件传输。

虽然技术发展较为迅速，但是仍然需要对以下几个问题进行合理考虑：①毫米波频段移动通信技术应用，传统接头方式已经不能发挥更加重要的作用，需要实现天线一体化。②毫米波频段前段所具有的无线网路系统设计较为复杂，并且发射波长较小，所以应该让波频段与系统内部的中频子系统进行分离，才能保证技术应用质量以及整个通信系统的稳定性。

3 结论

综上所述，就目前的5G通信结果以及试验性应用情况而言，保证5G通信系统正常发挥作用的便是射频技术。从技术发展角度来说，该类型技术在2020年将会得到全面应用。因此相关技术人员应该对当下试验性应用情况进行合理分析，结合相关问题研发多种类型5G技术，以求为射频技术的应用打下坚实基础。

参考文献

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[2]赵艳薇：“无线通信网重大专项取得阶段性突破4G规模最大5G争联领跑”[J].通信世界，2017（02）：L5.