面向5G通信的射频关键技术探究

2018年3月面向5G通信的射频关键技术探究

陈河（中国电子科技集团公司第二十二研究所，河南省新乡市453000）

【摘要】最近几年，各个国家都加大了5G通信技术领域工作的研究力度，而作为5G通信系统的重要技术，射频关键技术是5G通信系统的关键技术，它对于5G通信发展有着重要的作用。本文从MIMO技术、同频双工能技术以及毫米波频移动通信技术分析出发，对面向5G通信的射频关键技术进行详细探究。【关键词】5G通信；射频关键技术；大规模MIMO技术【中图分类号】TN929.5【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2018）03-0065-02

1引言随着互联网和物联网的应用和发展袁使得作为桥梁的移动通讯凸显得尤为重要袁可以说没有移动通讯袁就不会有互联网以及物联网的发展和进步遥移动通讯在信息网络中也在逐步的发展和完善袁从老式传统的基站与用户形成蜂窝网络结构袁发展到现在的多样化构成的移动通信网络袁并且实现偏远山区的网络通信覆盖遥为了更好的自我调节网络的通信能力袁只有不断的拓展移动网络的通信能力袁才会让我们的社会更加智能化遥但是袁面对5G无线通信系统的实现袁我们还有较长的路要走袁其中的关键技术需要我们更多的技术人员去解决遥5G通信系统是一种新的通信系统袁它需要解决更高的数

据传输速度以及连接设备等多种问题袁这样一来袁就对5G通信系统相关技术提出了更高的要求袁而射频技术是5G通信中最为关键的技术袁其应用情况决定了5G系统整体质量袁因此袁必须全面的考虑遥25G通信射频关键技术分析

2.1大规模MIMO技术分析2.1.1大规模MIMO通信技术的基本特性大规模MIMO技术指的是基站端远远大于系统天线数袁这样能够更加有效地满足客户实际需求遥而MIMO技术之所以受到重视袁是因为其独特的特性袁有如下几点院淤随着用户的不断增加袁天线数也随之增加袁与此同时袁每个移动用户的通讯会出现相交现象袁而我们一般通过大规模的MIMO技术就可以有效的消除和避免用户之间的干扰袁使整个移动网络的容量得到提升曰于随着基站天线数量呈一定的增长趋势袁可以使得更多的用户不会出现通讯中断和信号衰落袁减少通讯过程中存在的缺陷和不足遥2.1.2大规模MIMO技术应用过程中的问题分析

由于大规模MIMO通信技术为移动通讯提供了较好的性能袁但是依然需要依靠基站端对信息通道的获取程度遥在该技术刚出现时袁很多学者和教授只是单一的从TDD制式下的有关技术进行分析研究遥而我们在研究网络通信时袁往往只考虑到了MIMO技术的先天性优势袁而忽视了导频数目的缺乏袁进而产生导频污染袁对MIMO系统的容量性能造成较为严重影响遥应对这些问题袁有学者认为可以通过对不同的用户进行分类袁从而来达到所需的导频支出的目的遥例如袁在2010年贝尔实验室研究了多小区条件下的无线天线数量情况袁发现了MIMO技术的特征袁在此之后袁众多技术人员开始研究有限天线基站遥在MIMO系统里袁基站天线能够达到数百根袁平均高出现有水平2个数量级左右袁并且能够在同一时频资源的基础上满足多个终端用户的需求遥在天线配置方面袁天线能够集中配置在同一基站之中袁从而形成一个完整的MIMO体系袁并且分布于不同节点遥

MIMO技术研究和应用的优势主要体现在以下几个方面院能够提高5G通信系统的分辨率袁实现对空间维度资源的深度开发和利用袁提高了时频资源的应用效率袁节约了互联网资源袁节省了运行企业的建设成本袁并且在大规模MIMO体系下袁空间自由度将和基站同时运行袁在不需要加大宽带传输效率和基站密度的前提下袁提高5G通信技术的应用效率曰MIMO技术能够将信息传输系统中的波束集中在有限空间内袁进而降低外界电波对信息传输过程的干扰遥另外袁MIMO技术在信息传输系统中的应用能够体现出5G通信技术的基本观点袁如图1所示遥在此运行体系中袁基站的传输信号可以表示为y渊t冤=y1渊t冤+y2袁噎袁yn渊t冤蓘蓡r袁移动接收信号可以表示为s渊t冤=

y1t袁y2t袁噎袁yn渊t冤蓘蓡r袁信号传输容量可以表示为C=log2渊1+SNR冤

bit/s/Hz蓘蓡遥

2.2同频全双工技术在未来5G移动通信系统中袁除了需要较多的频谱资源支撑以外袁还应当全面分析频谱资源袁而同频全双工技术是最为关键的挖掘手段袁其性能高袁受到了人们的广泛重视遥在4G时代中袁对频谱资源挖掘主要采用FDD和TDD方式袁可是这两种方式提供的频谱资源有限袁已经无法满足未来5G系统发展的要求遥因此袁需要有效利用同频双工技术为5G通信提供更多更可靠的频谱资源遥与现有通信技术相比而言袁同频全双工技术能够以更高的效率挖掘频谱资源袁稳定提升传输速率袁满足当前和未来一个阶段的通信需求遥现如今袁同频全双工技术还未较好的发挥出对5G通信系统的积极作用袁主要是由于在同频段接受时形成较大干扰袁影响同频全双工技术的发挥遥为了解决这类问题袁相关技术研究人员提出了两种全新的技术院淤模拟域自干扰技术遥该技术的主要原理是在射频电路中形成抵消信号袁当自干扰信号较弱时袁则可以产生较为理想的消除效果袁反之袁会引起滞后问题遥在现实中袁由于利用同频全双工技术袁通信系统中常常会发生多个同频全双工收发机的现象袁如此自干扰信号便会大大增多袁进而加强了自干扰效果袁而仅靠模拟自干扰消除技术是难以满足需求的遥于数字域自干扰消除技术遥该技术是在利用ADC采集同频全双工收发机信号的现有基础上袁利用消除算

图15G移动通信技术的基本观点

通信设计与应用652018年3月法排除自干扰信号的影响遥除此之外袁还可以通过ADC转让自干扰信号至模拟域中袁随后将自干扰消除技术与射频调质相结合袁消除干扰信号遥与模拟域自干扰消除技术相比袁数字域干扰消除技术能够从多个层面抵消自干扰信号袁使用起来更为方便有效遥但是由于数字域自干扰消除技术存有较大局限性袁例如消除效果会直接受到发射通道的影响遥因此袁自干扰问题是一个非常关键的技术难点袁加强自干扰消除技术研究是发展同频全双工技术应用水平的重要突破口遥2.3毫米波频段移动通信技术分析在未来5G系统中袁要求系统能够支持更多的频谱资源袁特别是速度快尧容量大的频谱资源遥现阶段袁4G通信系统的通信速率虽然已经得到大幅提升袁但是也出现了各种各样的问题袁比如由于通信网络中具有较多的频谱资源袁因此在通信高负荷阶段袁常常出现数据堵塞现象袁而这一问题正是5G通信系统必要解决的首要问题遥在未来的5G通信系统中袁毫米波段频移动技术将会提供更多的频谱资源遥目前袁世界各国正在积极推动毫米波段移动通信技术的研究袁其中韩国三星公司便利用该技术展开通信试验袁试验在距离2km的距离上实现速度高达1.056GBPA的文件传输袁这是一项重大突破遥毫米波频段移动通信技术还需要注意以下几点问题院淤现阶段毫米波频段移动通信技术已经不适合再采用接头方式袁为了能够有效提升连接效果袁就必须要求在设计过程中实现毫米波前端天线的一体化遥于毫米波前端中无线网络的设计过程与具体实现环节都非常袁而且其波长较小袁因此需要积极将毫米波频段与中频子系统相分离袁进而有效提升通信系统的稳定性遥3结语

综上所述袁结合现阶段5G通信技术的研究效果和应用成果来看袁射频关键技术是5G通信系统的主要技术袁该技术将于2020年后实现全方位应用袁其发展目标是紧跟科学技术发展步伐袁更好的满足信息传输系统需求袁切实提高人们的生活质量和通信技术的科技含量遥为此袁技术人员需要结合市场需求和通信行业的发展行情袁应用先进的5G通信技术袁为高效率信息传输系统的建立提供技术支持遥

参考文献[1]刘中奇.基于射频收发信号对未来5G通信的关键技术研究[J].电子

世界袁2017渊7冤院107~108.[2]吕婷袁曹亘袁李轶群袁等.基站架构及面向5G的演进研究[J].邮电设

计技术袁2017渊8冤院46~50.[3]陈建玲袁胡荣贻袁韩潇袁等.高频技术研究[J].邮电设计技术袁2017

渊3冤院15~19.

收稿日期：2018-2-21

作者简介：陈河渊1980-冤袁男袁工程师袁本科袁主要从事通信工

程项目实施与管理袁并从事通信技术应用方面的研究遥

大数据时代网络个人信息的保护分析罗坤（湖北省信产通信服务有限公司工程分公司，湖北武汉430051）

【摘要】如今的时代也被称为是大数据时代，大数据时代的来临，既是一种机遇，也是一种挑战。特别是进入21世纪以来，互联网的快速发展，推动着大数据时代的到来，大数据的快速发展不断地推动着科技的进步。但是，令人们更加担忧的是大数据带来的信息隐患问题，特别是移动数据的来临，还有各种互联网服务商为人们提供的各种服务，使得服务商能够获得人们的各种隐私数据，这也使得个人数据的权利变得不再隐私，而是被服务商给公开来使用，这就使得个人信息不断被泄露，那么在这个时代对于个人隐私的保护任务尤其重要。【关键词】大数据；网络；个人信息；安全【中图分类号】G206【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2018）03-0066-02

1引言随着科技与时代的快速发展袁互联网时代在21世纪如期而来遥那么随着技术的不断革新袁也使得互联网袁大数据等新型技术被广泛的使用遥虽然大数据时代的来临使得我们的生活变得尤为方便袁但是大数据也使得个人信息安全变得不再安全遥当个人信息安全得不到保护时袁那么个人的信息数据就有可能被窃取袁有很多的个人隐私数据袁如果被不法分子得到之后袁那么对于个人的人身安全甚至都会受到威胁遥所以说大数据时代的来临袁就像是一把双刃剑袁既给我们带来了机遇袁又给我们带来更大的挑战袁这就需要我们对于个人的隐私安全进行有力的保护遥2大数据时代个人信息安全所面临的挑战

渊1冤个人的隐私信息得不到有效的保护袁这已经基本上成为大数据时代所构成的最大危险遥因为在大数据时代袁我们基本上所有的信息都已经不受自己所掌控袁凡是我们去过的地方袁都会留下数据袁那么这些数据都是我们个人信息的一部分袁如果这些数据被泄露出去袁那么就有可能被其他人利用成

为谋利的工具遥比如说前段时间所出现的电信诈骗事件袁对人们的人身安全造成了很大的威胁遥然后我们自己本身却不知道为何这些信息会被泄露出去遥比如说袁现如今几乎全国各地袁甚至全世界都在使用的支付宝袁支付宝里面包含了我们个人信息袁其中有院身份证袁手机号袁购物习惯袁银行账号等信息遥其实这些信息基本上已经是我们个人隐私数据中绝大部分的数据遥这些数据虽然只有我们自己知道袁但是在如今的大数据时代袁如果被一些有心之人盗取袁那么可能不仅仅对我们自己造成财产损失袁也有可能被不法分子利用这些数据袁给自己的亲朋好友带来问题遥渊2冤个人数据的隐私状况已经不受个人所控制遥因为在如

今的大数据时代袁每个人基本上都有很多个社交的账号袁虽然他们之间没有任何的联系袁但是每一个社交账号里面都包含着个人的基本信息袁个人信息也很容易被其他用户访问得知并且收集遥在这样的一个情况下袁如果想要保护个人的基本信息袁除非个人没有任何的社交账号或者说没有融入到互联网时代里面来遥否则想要保护个人的基本信息基本上是没有办法去实现的遥因为在大数据时代袁只要拥有足够多的数据袁那