浅析5G传输技术的关键技术应用

汪丽珍 董冽沸

摘要：5G通信技术在原有4G通信技术基础上进行革新，为我国社会经济水平的提升提供重要的推力。而无线传输技术作为5G通信技术中的核心内容，与5G网络传输速度有着直接的关系，为强化信息基础设施建设水平，需对其进行深入探讨。基于此，本文围绕5G传输技术，对其在5G通信中的具体应用展开分析，并对其发展趋势进行探究，期望最大化地发挥其应用价值。

关键词：5G传输技术;关键技术

一、引言

信息技术快速发展的当下，网络用户对网络体验的质量提出了高要求，4G移动通信网络技术在速率、时延性以及安全性方面已经无法满足用户的多样化需求，在此背景下，5G移动通信技术应运而生，被广泛应用在各行各业中，不仅可以提高信息数据的传输效率，保证通信网络的安全性，还为用户带来更好的网络体验，符合人们对移动网络的多方面需求。

二、5G移动通信技术概述

5G移动通信技术作为新一代宽带移动通信技术，具有速率高、时延性低、连接特点大的特点，其主要是在原有4G移动通信网络的基础上，对移动宽带进行增强，满足移动互联网流量爆炸式增长趋势，为网络用户提供更极致的体验，将其应用在工业、医疗等行业中，可以有效满足垂直行业对时延性和可靠性的需求[1]。并且对于智慧城市、环境监测等对数据采集和传感要求较高的行业也可以为其提供重要的保障，满足5G多样化应用场景需求，为各行各业及人们生活提供重要的技术支撑，推进了产业的升级和经济社会的发展。

三、5G通信中传输技术的应用特点

5G通信技术发展的核心目标是满足灵活多样的物联网需求，而无线传输技术作为数据传输的重要手段，具有操作难度低、成本投入少、灵活多样化的特点，在移动通信运行过程中发挥着不可替代的作用。与4G移动通信技术相比，通过借助毫米波通信技术，设置有源天线阵列，可以使传输方式由传统的单一天线向多天线模式过渡，最大化提高传输信号的强度，增加频谱资源的实效性[2]。另外，5G移动通信在原有基础上，将大数据资源和云计算功能进行综合，使整个基站功能变得更全面，满足不同频段的通信业务需求，最大化的提高通信智能化水平。

四、5G通信传输技术的关键技术应用分析

（一）信道建模技术

该技术主要是指在特定的无线环境下，借助相关系列的参数抽象，对无线环境的物理特点进行描述的一种方式。其不仅可以对无线信号传输的类型和特点进行准确分析，还可以对无线技术的性能进行准确评估，保证无线传输的水平满足应用需求。在系统进行运行时，因无线信号传播路径具有一定的不确定性，系统运行的性能会发生改变，影响系统的稳定运行。而信道建模技术的应用，将传播路径由原有的二维空间向三维空间转变，在保证信道模型构建合理的基础上，可以对无线信号的传播形式准确呈现，将影响因素降到最低，保证系统的稳定、持续运行。

在5G通信技术运行时，将信道建模技术应用其中，会呈现出多样化的特点。具体包括以下几种：

其一，空间连续性和移动性。在传统的信道模型构建时，因其主要是以发送和传输为主，为满足需求，发送端的位置要处于固定形式，而D2D技术在应用时，其发送端和接收端要双向进行移动，导致其与5G移动通信技术的发展需求相悖。在此背景下，信道建模工作研究机构根据空间特点，构建出与5G移动通信技术相符的信道模型，保证空间特性可以准确进行描述[3]。

其二，大规模多天线阵列的信道特点。无线传输技术与信道容量和频率利用率有着直接的关系，为确保信道可以容纳更多的信息，提高频率的利用率，必须开展大规模多天线技术，而该技术的开展相应的为信道模型的构建带来影响，为将不利因素降到最低，需将传统的平面波进行替换，采用球面波的方式开展工作。

其三，高频段信道特性。在对信道进行构建时，因无线传输的距离与数据的传输效率二者之间有着密切的联系，所以为将没有使用到的频谱资源价值发挥到最大，提高数据传输效率，需要对毫米波段进行创新，提高动态环境的敏感性。

（二）密集网络技术

5G移动通信技术作为上一代移动通信技术的延续，通过对移动宽带进行增强，采用灵活的全新系统设计，为用户提供更身临其境的业务体验，解决了通信中存在供需不足的问题。在此前提下，密集网络技术的应用，将5G作用的优势发挥到极致，通过对小基站数量进行增加，将原有的通信网络节点进行扩充、固定，可以有效满足数据热点地区的流量增长需求，提高数据的传输速率，为用戶带来更好的网络体验[4]。另外，低功率的超大规模传输异构网络的构建，使通信系统的整体容量得到提升，不仅可以将传输盲点进行有效剔除，实现网络的全覆盖，其所增加的热点功能，还符合信号热点区域的整体需求。该技术在应用时，主要包括两方面内容：一方面，将天线设置在宏基站的外部，以达到扩大、拓展室外空间网络的目的，但该种形式对天线的数量具有一定要求。另一方面，因密集网络所产生的信噪比效益更为显著，可以根据实际情况，借助互联网、大数据计算平台，做出天线阵列，在室外布置大量的密集网络，以达到提高移动通信覆盖面积，满足用户的接入体验感的目的。

（三）毫米波通信技术

毫米波具有绝对频带宽、通信容量大、安全保密性高的特点，被广泛应用在5G通信技术中。在交互多媒体业务、无线电通信业务急剧增长的背景下，对网络传输速率和宽带质量提出了新的要求，利用毫米波的优势特点，可以为大容量信息传输服务提供重要的支撑[5]。毫米波在空间进行传播时，主要以直射波的方式进行，受大气吸收和降雨衰落等因素的影响，通信距离较短，再加上其频段高，存在的干扰源较少，具有一定的可靠性，将其作为无线传输信道中的主要通信技术，可以最大化的满足网络安全系统要求。与大气激光和红外线相比，毫米波在沙尘和烟雾中具有较强的穿透力，在金属箔条所产生的高强度散射下，所产生的影响也可以忽略不计，将毫米波通信中断发生率降到最低。在5G通信技术运行的过程中，对基站的天线规模进行扩大，可以使同一区域内的天线数量得到增加，应用多次输入和输出技术，可以使容量得到提升，但同时对于通信的波长提出了相应要求，将毫米波通信技术应用在5G移动通信网络中，可以有效解决通信波长的问题，准确分辨出传播过程中的细节问题，为经济社会数字化、网络化、智能化转型提供重要的基础设施支撑。

（四）大规模MINO技术

大规模多天线技术（MINO技术），是指对所收集到的信息进行输入和输出的移动通信系统，借助多个发射和接收天线，提高信号端的发送和接收工作，使信号可以以更高效的方式进行传递，达到降低时延性的目的[6]。与传统的SISO技术相比，将大规模多天线技术应用在第五代移动通信中，可以将信道的容量在原有基础上进行有效增加，提高频谱的高效率。该技术因自身优势，目前，被广泛应用在华为、爱立信等通信服务中。具体进行应用时，从室内、室外角度出发，可以将其分为宏蜂窝和微蜂窝两种形式。在5G通信网络技术运行时，所运用到的发射和接收天线数量规模较大，对于信道容量与收发天线的值二者关系需严格控制，而MIMO技术的应用，可以实现LTE网络中高性价比提高容量密度的目的。

将大规模多天线技术应用在现代5G通信技术中，其主要应用优势可以将其分为以下几点：其一，大规模多天线技术在应用时，在未增加5G基站密度，建设宽带时，可以提高对所传输信号的分辨率，加大网络传输频谱效率，并且有效提升空间资源的利用率，在不断深入挖掘下，发现空间资源的内在隐藏价值;其二，MIMO技术在应用时，主要利用波束赋形技术开展工作，将能量较少的波束固定在统一区域，减少外在因素对其的侵扰，保证网络空间的安全性;其三，与传统的单一天线系统进行比较，该技术的应用可以将原有的单一模式向多元模式过渡，使系统形成数据流，在提高频谱利用率，减少信号衰减情况发生的同时，将误码发生率降到最低[7]。

另外，该技术在应用时，主要是将通信和电磁传播进行有效结合，该种融合形式在运用的过程中，不可避免的会造成潜在问题的发生，影响数据的传输效率，所以该技术在开展工作时，需对其整个过程进行严格控制。例如，在对导频序列进行正向排序时，相同的序列会出现污染严重的问题，导致虽然基站天线数量得到提升，但传播的速度无法与其进行协同，所以在基站建设时，对于环境问题需给予高度重视。

（五）同时同频全双工技术

该技术主要是指在同一通信终端设备中，对存在的信息进行传输和收集，保证发送和接收信息二者同步。与传统的TDD等双工技术相比，该技术打破传统技术所带来的局限，使频谱效率方面得到增高，为后续的资源分配提供保障，进一步使频谱资源利用率得到显著提升，满足用户对网络体验的满意度，进一步提高网络服务水平。值得注意的是，同时同频全双工技术在应用的过程中，虽然能够保证信道传输的质量，但其信号接收与发射易受外界因素的干扰，影响双向传播的落实效率，为有效避免该情况的发生，在应用全双工技术时，要将其抗干扰能力考虑到位，确保其可以准确的接受和输送信号。目前，在抗干扰方面主要以物理方式为主，利用增设天线或数字技术等方式，将干扰因素降到最低。在具体消除时，要先根据实际情况对其进行计算、评估，在保证能源消耗符合需求的基础上，将其应用到异构网络中，并将其与信道建模进行紧密结合，将不必要的干扰因素消除，提高网络终端反应速率，强化其抗干扰性能[8]。

（六）高频段信号传输技术

高频段信号传输技术作为5G通信传输技术中的核心技术，因其带宽资源可以超过1GHz，使用户的体验速率在原有基础上得到显著提升，满足用户的多元化需求，主要被应用在车载通信、D2D高频通信方面。该技术在应用时，主要原理是借助射频天线，对载波空口进行设计，在此基础上，利用高频段信号传输特点，来提高峰值速率，达到提高信号传播速度的目的。在传统的移动通信工作频段中，其主要集中在3GHz以下，导致频谱的资源存在拥挤的情况。而高频段信号传输技术的应用，可以有效缓解频谱资源紧张的情况，提高频谱资源的丰富率，实现短距离的通信，为5G容量和传输速率需求提供技术支持。但该技术应用的过程中，在射频器件和系统设计方面存在着一定不足，为发挥其最大的应用优势，在对潜在候选频道进行遴选时要严格控制，对所应用的资源要进行合理划分，做到统筹全局，实现频谱资源配置最优化。另外，在对高频段信号传输技术明确的基础上，对于频谱共享技术也要给予重视，因该技术在应用时，可以实现多系统代替传统单一系统运输局面，使5G通信中IMT得到扩充，为5G通信应用场景提供频谱共享，保持数据传输的实效性。

（七）新型网络架构技术

在信息技术快速发展的当下，网络用户对网络的体验感提出新的要求，为满足该目标的实现，在开展5G移动通信技术时，必须对新型网络架构进行深入研发。当前，在具体实践中LTE接入网主要以网络扁平化架构为主，将云架构作为基点，对各个区域的网络架构进行设计，可以有效降低系统的时延性，减少成本投入，实现经济效益最大化。为真正做到与时俱进，确保新型网络架构技术被广泛应用在第五代移动通信技术构建中，相应研究人员需在云架构的基础上，发散出新的网络架构优化思路。例如C-RAN接入网架构，借助低成本高速光传输网络，将无线信号在远端天线和集中化的中心点上进行传送，以此保证基站服务区域的全覆盖化[9]。将该机构与协同技术进行结合，可以提高其抗干扰性，减少能量的消耗，在保证智能化组网动态实现的基础上，保证频谱效率的有效提升。

五、5G通信技术下传输技术的发展趋势

通信技术发展水平的提高，对通信网络的整体性能提出了高要求，不再只局限在传输效率和频谱利用率方面，对于数据的传输质量也要考虑到位。与4G移动通信技术相比，5G移动通信技术的应用在应用范围方面得到提升，而在未来传输技术中，可以将全面覆盖工作放在首位，在保证网络质量和可靠性的前提下，将智能化、自动化等技术与移动通信网络技术进行有效结合，使其向智能化方向前进，提高业务处理效率，为人们生活和工作提供便利。将新体系结构与移动通信技术进行有效衔接，在原有通信资源的基础上，对资源进行丰富，所形成的海量物联网发展模式，可以实现资源的深度覆盖，有效优化用户的服务效率。另外，5G移动通信技术的应用，顺应时代的发展趋势，作为移动通信技术下新的革新，通过优化调整移动网络，在提高网络运行效率的同时，可以降低运营商的运营成本，并且使业务内容在原有基础上进行了拓展、延伸，保证业务资源的丰富性，推进移动网络向多元化方向发展。信息资源质量的提升，新的网络节点的增加，使数据可以做到及时传输，满足不同的用户处理需求，提升通信技术的服务质量，为通信技术的发展提供重要的推力。

六、结束语

综上，在科学技术不断推动下，5G通信传输技术的应用发挥着不可替代的优势，将其应用在各行各业中，对推动社会进步和经济发展具有重要的意义。本文围绕信道建模技术、密集网络技术、毫米波通信技术、大规模MINO技术、同时同频全双工技术以及高频段信号传输技术的应用进行探讨，可知为保证5G移动通信技术的传输效率，必须对各项技术的应用要点进行严格掌握，以确保其满足社会发展需求。

作者单位：汪丽珍    董冽沸    浙江逸畅通信技术有限公司

参  考  文  献

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[2]景玉峰.基于5G通信大规模天线无线传输技术的应用[J].通信电源技术， 2021，38（03）： 120-122.

[3]毕海军，于海波.移动5G通信技術背景下传输技术发展趋势[J].卫星电视与宽带多媒体，2020（13）：143-144.

[4]刘勇.5G移动通信技术下传输的关键技术及发展趋势[J].通信电源技术， 2020，37（12）： 150-152.

[5]吴一凡，司鼎，苏子龙.5G移动通信与无线功率传输若干关键技术研究[J].长江信息通信，2021，34（12）：158-160.

[6]陈建强.5G通信大规模天线无线传输技术研究[J].光源与照明，2021（05）：39-40.

[7]沈亮亮.探究5G通信大规模天线无线传输技术[J].西部广播电视，2020，41（18）： 229-230+237.

[8]蒲方.新时期无线传输技术在5G中的应用探究[J].中国传媒科技，2020（07）：34-36.

[9]陈国鸿.移动5G通信技术背景下传输技术发展趋势分析[J].通讯世界，2020，27（05）： 36+38.