关于面向5G通信的射频关键技术分析【论文】

关于面向5G通信的射频关键技术分析摘 要 本文基于当前发展形势，对第五代移动通信发展现状进行了简单的介绍，并从对同频全双工技术、毫米波频段移动通信技术、大规模MIMO技术分析三个方面对面向5G通信的射频关键技术进行了简要探讨，希望为广大读者提供有价值的参考意见。关键词 5G通信；无线通信系统；MIMO技术前言随着社会经济的发展，各个领域都在进行着改革。互联网的广泛应用为移动通信的发展打下了良好的记住。移动信息网络在日趋完善，第五代移动通信技术将在补救实现全面应用，意味着我国的通信技术上升到了一个崭新的台阶。1 第五代移动通信发展现状第五代移动通信技术建成5G通信是面对未来发展的下一代通信系统，5G通信已经成为当前的热点话题，引起了国内外学者的广泛讨论。5G通信的主要驱动力是互联网的发展，它促使互联网和物联网进行人机数据的共享，现在已经成为人们日常生活中的一部分，实现高效、舒适的生活是5G通信技术发展的目标。理论上来说5G通信的速度是4G通信的1000倍，同时它还支持多种设备的互联，例如手机、平板、电脑和VR等设备。根据相关机构的预测表明到2020年，全球的通信设备可以突破500亿部，因此，对这移动通信的多样化发展，也对通信系统的覆盖面和安全性提出了更高的要求，如何实现低能耗、低网络延时和高密度数据传输是当前发展的方向。目前对5G通信系统的要求包括：一是，数据速率。有区域数据容量和峰值传输速率两种衡量方式。二是，延时。4G网络的通信延时约15ms，目前能满足大多数的活动，5G网络的应该具有更低的延时。三是，能量和造价。随着时代的发展，要求5G通信系统有着更低的功率以实现绿色环保的移动通信。2 面向5G通信的射频关键技术分析2.1 同频全双工技术分析近几十年来，无线通信网络正在飞速发展，对于互联网的整体水平不断有了显著的飞跃。但现在的通信水平难以满足爆炸式增长的需要，对频谱资源有着更高的要求。在4G时代主要采用的是TDD和FDD两种方式，但是它们发挥作用能力有限，已经无法满足当前的需求。同频全双工技术能有效提高频谱资源的利用率。现在的通信基本使用时分双工或者频分双工两种操作系统。同频双工的技术目的是实现同一频段的同时收发，从而让整个频率的资源利用率倍增。因此5G移动通信在未来会对频谱资源进行挖掘，对同频双工技术越加重视。该技术在5G移動通信中有着良好的应用。目前，由于开启同频段同时收发功能会产生大的自干扰，因此制约该技术的使用。经相关人员研究得出以下两种改良方式：第一，模拟域自干扰消除技术。它通过在射频电路中产生与自干扰信号相反的抵消信号，从而实现自干扰信号的消除。一般可以消除简单的自干扰信号。实际操作中通常会遇到使用多个同频全双工技术，因此自干扰信号较多，增加消除难度，难以借助该技术实现良好的消除。第二，数字域自干扰消除技术。它救助ADC收集接收端的信号，再救助数字域的消除算法实现信号抵消。相比第一种技术，可以进行多层面的自干扰信号抵消，操作也更加灵活。此外，后一种技术的消除效果会受到发射通道和自干扰通道等因素影响1。2.2 毫米波频段移动通信技术第一，毫米波频段移动通信技术能有效挖掘频谱资源，确保5G通信技术顺利地开展。因此，全球各国都在积极开展毫米波段移动通信技术的研究，并取得了一定的突破性进展。目前，该技术需要注意的几个问题如下：一是，现在该技术已经不能采用接头方式，所以为了能有效增加设备的连接效果，就要采取毫米波前端天线一体化设计。二是，毫米波前端中的无线设计结构比较小，需要将毫米波频段和中频字系统分离，进而提升系统的稳定性。第二，该技术能节约成本和控制功率。CMOS技术就是借助集成电路而形成半导体的技术工艺，在5G移动通信的毫米波频段收发机的芯片内使用该技术，可以有效降低制造成本，并且实现数字的模块集成化。此外，需要提升CMOS器械的信号灵敏度让技术发挥更好的效果。由于功效和毫米波信号的强度成正比关系，所以在耗能问题上可以采取毫米波信号的调节来实现2。2.3 大规模MIMO技术分析首先，所谓大规模MIMO是指基站段远大于系统天线端，可以很好地满足用户需求。它之所以被重视是因为具有以下特征：一是，随着用户的增加，天线数目也在增加，用户间会出现相交现象，一般会采取该技术消除彼此间的影响，提升移动网络的容量。二是，随着天线数目的正常，可以有效防止出现信号中断或衰落的现象，降低使用过程中存在的缺点。第二，在使用中遇到的问题。虽然该技术有着为通信技术提供者良好助力的性能，但是由于导频数目的匮乏，造成了导频污染，这对该系统的容量性造成了严重的影响。第三，MIMO技术的优势。该技术的优势主要有：一是，能有效提高5G通信系统的分辨率，提升时频资源的利用率，节约互联网资源和运行成本。二是，在该技术下，空间自由的和基站同时运行，不需要加大宽带传输效率和密度就能实现5G通信技术的应用效率的提升。3 结束语总而言之，随着社会水平的发展，也对通信技术有了更高的要去。目前，社会马上要步入5G移动通信时代，如何解决技术上的问题，优化服务是相关人员需要考虑的问题。参考文献1 王小飞.关于面向5G无线通信系统的关键技术分析J.数字通信世界，2018，（05）：101.2 陈河.面向5G通信的射频关键技术探究J.通讯世界，2018，（03）：65-66.作者简介陈