射频关键技术在5G通信中的有效运用

赵小龙，杨 博

（1.中国铁塔股份有限公司陕西省分公司，陕西 西安 710000；2.陕西通信规划设计研究院有限公司，陕西 西安 710065）

5G时代的到来，使通信系统的发展水平有了本质性的提升，解决了传输速度慢、应用途径单一等诸多关键性问题，而5G通信高效、稳定运营的关键则是射频关键技术的应用，为了保障5G通信的高质量、高效率发展，深入探究射频关键技术的有效运用具有重大现实意义。

1 大规模MIMO技术在5G通信中的运用

该技术又被称为多天线技术，日常生活中WIFI热点等技术的应用业主要以大规模MIMO技术为核心，而在5G通信中的应用主要发挥保障通信质量的作用。天线数量的增加可以始终保障通信速率、频谱效率的稳定，作为以高传输速率著称的5G通信，必须配备大量天线，保障对空间维度资源的充分利用；同时，通信系统运行过程中，利用大规模MIMO技术将通信中产生波束集集中在要求范围内，能够有效规避信号互相干扰问题，减少了5G通信中影响传输速率与频谱效率的因素[1]。此外，应用该技术增强了5G通信的网络覆盖能力与覆盖容量，并有利于通信企业最大程度的利用频谱资源。随着通信技术的发展，未来需要通信系统能够支持更多元的频谱资源，但还要实现传输速率的提升，而且还要考虑到高峰时段是否会出现频谱资源拥挤、数组阻塞情况，而这些情况仍然需要大规模MIMO技术作为支持，利用其保障通信系统的覆盖能力、容量满足通信系统运行需要[2]。

2 同频全双工技术在5G通信中的运用

2.1 同频全双工技术在5G通信中运用的主要功能

随着5G通信技术的发展，射频关键技术也需要不断进行技术革新，以便为5G通信技术的良好发展、高品质运行提供可靠的技术支持，而同频全双工技术作为射频关键技术的重要组成内容，其在5G通信中发挥着不可替代的基础性作用，目前，虽然5G通信技术发展与运用较为稳定，但还需要深入开发与研究同频全双工通信技术的频谱资源。

传统通信系统中应用的普通通信技术，主要以FDD、TDD两种通信技术为主，但这两项技术存在明显弊端，其传输质量与传输效率在一定程度上已经无法满足5G通信的基本要求，因此，还需加快同频全双工技术的探究，以便在5G通信技术的传输质量与传输效率上取得再次突破。但需要注意的是，通信技术水平虽然处于提升状态，但社会上通信网络使用人群基数也在不断增大，对信号的传输效率与传输质量要求也不断提升，而且通信网络使用频率的提升，使信息传输频率更加频繁，不断提升的同频全双工技术将用于解决这一问题，其能够保障大量用户高频使用通信网络时信号传输顺畅[3]。

从同频全双工技术的具体应用来看，其发挥着同时接受信号与同时发送信号的作用，这与传统单项传输模式有着本质的不同，接受信号与发送信号同时双频进行，大大的提升了通信网络中频谱利用效率，直接提升5G通信的传输效率。但在这一功能实现过程中，也有问题暴露，简单来讲使用同频全双工技术后，通信网络在接受信号时也在发送信号，容易出现频率自相干扰的情况，影响通信网络的运行质量，这是目前在5G通信中应用同频全双工技术亟需解决的问题，研究人员需要通过采取有效的自抵消方法，将信号接受与发送中产生的干扰消除[4]。现阶段，解决这一问题通常采用天线技术或自干扰消除技术，需要根据实际情况选择技术手段。

2.2 同频全双工技术应用中自抵消方法分析

射频电路运行过程中能够生成应对同频全双工通信技术运行中产生的自干扰信号的相反信号，实现通信网络内自干扰信号的相互抵消，这项技术被称为模拟域自干扰消除技术；而通过ADC实时采集同频全双工技术收发信号过程中设备接收端的信号，使用数字域消除算法，抵消采样信号，这项技术被称为数字域自干扰消除技术，该技术也有另一种实践方式，将需要抵消的信号通过ADC实时转入到模拟域当中，通过模拟域自干扰消除技术，抵消射频调制过程中产生的干扰信号。这两项项技术从本质上来讲都能够发挥自干扰信号消除的作用，其中数字域的更为灵活，消除自干扰的方式也较为多元，可以从不同方面展开抵消，但实际应用过程中，如果出现自干扰通道或发射通道有其他影响因素存在的情况，数字域自干扰消除技术的应用则会暴露问题，其抵消效果将受到影响因素的干扰。

3 毫米波段技术在5G通信中的运用

毫米波段技术在5G通信中的运用是现阶段国内外学者研究的热点课题，而且三星公司已有了关于该技术的具体实践，实践中发现在距离2km范围内能够实现数据以1.056Gbps速度的高速传输，从而实现5G通信在传输速度上的又一次突破。但实际运用中因毫米波段技术缺少设计标准，导致其无法实现大规模、大范围推广，也就是说当前实现毫米波段技术在5G通信中的完全有效运用还存在难度。其中需要解决毫米波段通信技术结构设计上的诸多问题，如当前通信系统中使用的毫米频段天线并不能满足毫米波段技术运行的实际要求，接头方式、天线性能都需要进行重新设计；同时，毫米波段技术在使用中其前端位置若想应用无线网络，结构设计的复杂程度将大大提高；而因毫米波段技术速率高，其频段波长始终处于小于其他频段信号的状态，这将使系统组阵形式发生变化，实际应用中还需要分离中频子系统以及毫米波频段，这对当前的技术水平来讲也是种考验[5]。但不可否定毫米波段技术在5G通信中应用的优势，因此，仍需不断提升技术手段水平，以便实现毫米波段技术在5G通信中的大规模应用。

大规模MIMO技术、同频全双工技术、毫米波段技术是当前5G通信运行的三项关键技术内容，每项技术在解决5G通信运营的实际问题上都发挥着重要作用，而且也是保障5G通信质量与效率的技术基础。但这些技术在实际应用中也存在问题与弊端，随着5G通信技术的高速发展，各项基础技术与配套设施也需要不断升级与调试，才能保障与5G通信的匹配性。因而射频关键技术在未来发展中还具有广阔的探究空间，其未来也需要解决5G通信中出现的新问题，这则需要通信技术人才不断深入研究、创新技术手段，以便为5G通信提供坚实的技术支持。

4 其他技术在5G通信中的应用

4.1 高密度类型网络技术的应用

通信网络类型技术已成为现代社会生产、办公、学习、生活中不可分割的一部分，且网络类型技术的使用不受年龄限制，近年来高龄群体的使用频率也逐渐提高。而在5G通信技术中通信网络类型技术应用最为广泛的是高密度类型网络技术，与传统技术相比，高密度类型网络更加智能、综合、多元化，为提高网络传输质量与传输效率提供了有力保障，也成为5G通信技术基础中不可或缺的一部分。

4.2 终端直通类型技术的应用

现阶段，提高5G通信技术运行质量的方法丰富、多元，其中最便捷、最简单的途径则是简化通信系统使用环节，而在简化过程中终端直通类型技术则是技术核心。其主要功能为简化通信技术程序、工作流程，用户在使用通信技术过程中可直接通过终端设备寻找对应信息资源，无需经过基站设备，减少通过基站设备中通信设备作出的反应，从而优化运行程序、减轻设备工作负担，对于提高通信效率、通信质量也有着重要意义。

5 结束语

综上所述，在信息技术时代，5G通信的出现与未来发展将成为社会进步、工业高速发展的关键动力，而射频关键技术作为支撑5G通信高质量、高效率运营的重要技术手段，不可或缺。文章对射频关键技术在5G通信中的有效运用进行了分析，并探究了每项技术在应用中存在的弊端与未来的发展方向，希望同行业者对射频关键技术有更清晰的认知，在未来研究中不断提升射频关键技术水平、完善技术体系，使其在5G通信中充分发挥作用。