探究5G 通信大规模天线无线传输技术

李丹

（黑龙江农垦垦通信息通信有限公司，黑龙江 哈尔滨150080）

随着通信事业蒸蒸日上，5G 网络通信相继问世。和原来的4G 相比，5G 通信为了更好的发展，需要不断提升通信传输质量、效率与安全，另外，还应不断提升频谱效率，降低原有的能量消耗，从而让移动通信更加高效、安全。为了实现这一目标，一定要扩大对大规模天线无线通信技术的应用。

1 5G 移动通信网络中大规模天线的应用

第五代移动通信系统，相比于第四代移动通信系统，就技术方面而言，其空间容量、网络传输速率、频谱速率、连接速度等方面都得到了较大的提升，从目前5G 发展来看，其峰值速率已经接近10G，这一数据超过4G 的10 倍，随着5G 移动通信技术的发展、大数据的合理化应用，将会全面推动通讯产业发展，从而为社会发展带来新的机遇。

Massive MIMO 作为一种新的波束赋形技术，基站端口包含多个天线，能够实现对不同天线发射位置的自动调控，便于在手机接收位置产生叠加的电磁波，最终不断提升信号接收强度。5G 大规模天线技术利用自身的优势，对4G 通信网络进行了更新，使网络无线传输技术得到了优化，提高了原有的网络通信效率、网络频谱级别，逐渐朝着绿色网络目标方向前进。借助大规模天线技术与有限的空间资源，使得原有的频谱效率得到了进一步提升。在5G 通信时代发展的当下，人们对网络传输速率与空间域拓展方面的要求越来越高。因此，有必要对大规模天线技术展开详细探究。

2 大规模天线系统获取信道信息

在大规模天线基站中，随着用户与天线数量的增加，信息获取变得越来越难。在信息获取期间，导频开销控制十分重要。若高频开销比用户数多，就会对系统中的信息获取产（转下页）生影响，因此人们应合理应用导频资源，通过不断降低导频开销来获得更加精准的信息。另外，双工系统中，空中信道足以符合使用需求，但由于系统还会受到其他因素的影响，因此有必要对其进行合理化校准，具体而言互异性校准主要为：第一，硬件电路校准。在此校准阶段应该和天线系统中的发送与接收电路连接起来，然后构成回路，并进行校准。第二，空间信号校准。在此期间只需要接受校准信号，然后计算相应的校准系数即可。利用上述两种方法进行信号校准，有助于获取相关信息。

3 大规模天线系统资源划分

大规模天线系统中，为了提升对资源的利用效率，需要合理优化系统资源，这对无线资源管理也提出了新的要求。为了全面发挥系统效用，应该在方案设计中对资源进行合理分配。下面文章将对这一系统中的MIMO 技术资源分配展开详细分析。

MIMO 相对复杂，使用统计空分复用法可以改变这一现状，但是在具体应用期间常会受到用户分簇方面的干扰。将最大化与容量作为主要目标，利用统计信道信息，与贪婪算法进行用户分簇，可以将原来相似的信道用户集中分配到同一个簇中。分簇法在实际使用期间受到自身特性的影响，其会对用户产生一定影响，最终对传输性能产生影响。因此，应将弦距离当做分簇度量，同时给出最佳的算法，从而实现对资源的合理划分。

在对无线系统中的资源进行合理分配期间，人们通过对其进行深入研究，找到了其中的研究热点，近年来虽然获得了一定成就，但就降低复杂度而言，仍存在许多问题值得人们详细研究。

4 大规模天线无线传输

5G 通信系统中频谱效率十分重要，其源自于基础5G 中的基础频率，再者，其对5G 通信系统稳定传递信息也有重要作用。频谱效率较低时，5G 系统频率波动较大，进而会影响5G 网络中的信号接收，因此使得5G 网络稳定性较差。5G 网络和4G网络相比更加安全、稳定、高效，所以5G 通信信号应保持稳定，为了实现这一目标，需要其不断提升频谱效率质量。分析评估5G 通信系统性能的信道容量分析，主要是以MIMO 多天线技术为基础，且常用在大规模天线无线系统中。但是，因为这一系统自身较为复杂，因此信道容量分析起来更加困难，这也使得5G通信频谱效率质量越来越难以控制。（1）受到大规模天线系统自身的影响，其中的天线数量较多，这就在无形中增加了获取新信息的难度。所以，只有通过信道估计来完成，另外，还要充分融入路径、天线损耗等因素，使用MIMO 频谱效率来对基站中的天线与接收机数量关系进行分析。（2）大规模天线系统的存在会影响蜂窝移动通信网络。蜂窝移动通信网络的容量较小，但在评估具体容量期间，还应结合大规模天线系统中的用户与基站节点分布，从而为后续系统设计带来一定帮助。所以，就理论上分析看，信道容量分析在大规模天线无线传输中十分重要。唯有确保信道容量分析的科学合理，才能保证无线通信系统处在良好的状态下，最终为5G 网络传输提供充分保障，从而为人们提供优质的网络通信服务。

5 5G 通信大规模天线无线传输技术

在5G 通信大规模天线无线传输中，获取新到信息十分关键，因此一定要确保信道估计技术被合理化应用。再者，导频污染也会影响信道估计精准性，所以导频设计是保证信道估计精准，频谱效率平稳，促使信道稳定传输的又一重要技术。

5.1 利用导频技术提升信号稳定性

影响无线通信系统稳定性的主要技术为移动通信技术中的参考信号设计，即人们常说的导频设计技术。从目前这一技术的实际应用情况看，并对原有的4G 技术进行观察发现，参考信号主要有两部分组成，即获取数据与调节数据两方面的参考信号，二者作用各不相同。其中获取数据参考信号主要作用为测试信号质量与获得信道信号，而调节数据作用主要是利用预编码进行导频。在调节数据的帮助下，导频设计技术相继出现。在5G 移动通信技术下，导频技术也划分为正交导频与非正交导频两种，具体而言，正交导频又可以划分为正分、时分、码分，将这些技术融入5G 移动通信中，使得5G 移动通信技术优势更为明显。在这些技术的融入下，5G 移动通信技术不再容易受到外界信号的干扰，且能有效确保信号稳定传输。但是这些技术的融入也存在一些缺点，即在这一方面的设计开销越来越大，不能有效的节约实际成本，特别是将其应用到大规模天线无线传输中，需要增加的资本投入就更多。国内5G 移动通信技术，存在明显的大规模天线无线特点，所以有必要对这一技术进行更新。由此，非正交导频设计技术问题，这一技术的出现，解决了原有的数据传输资源消耗问题，改变了原有的导频资源花销现状。

5.2 利用信道估计技术提升信号处理精度

将信道估计技术应用于5G 移动通信中，可以有效提升信号处理精度。随着5G 移动通信技术的到来，会带来大量的数据难题，怎样在庞大数据中解决数据计算精度问题是当前5G 移动通信面临的又一难题。由此，信道估计技术随之到来。5G 移动通信技术在解决计算精度问题期间会受到来自导频污染的影响，由此会产生一定的计算误差，进而影响数据的传输稳定性。而信道估计技术的应用则能有效解决这一问题。在信道估计技术应用期间，其可以与导频相融，实现多径分量提取，以此得到最佳的延迟功率分布，这一结果在数据传输期间，可以对其进行全面护航，保证计算得到的数据更加稳定，并如其达到指定位置，解决导频污染问题。所以我们说，在5G 大规模天线无线传输中，信道估计技术十分重要，相关人员应充分掌握这一技术，将其合理化应用到5G 通信系统中。

综上所述，大规模天线系统作为5G 网络建设的基础，为了确保5G 通信大规模天线系统的顺利创建，有必要在其中应用无线传输技术，以此保证系统有效平稳。此外，信道估计技术与导频设计技术作为重要的两种技术，在实际应用中会对5G 通信网络信号传输稳定性产生重要影响，为了让5G 网络更好的为用户服务，有必要对上述两种技术及其应用进行重点研究。