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摘要：5G无线通信是未来移动通信系统一个新的发展方向，当前这种技术还不是很成熟，处于探索和研发阶段。笔者在对5G无线通信技术系统进行简要介绍的基础之上，重点针对了5G无线通信系统的大规模MIMO技术、超密集异构网络技术和全双工技术进行论述。
关键词：5G无线通信大规模MIMO技术全双工技术超密集异构网络
一、5G通信系统概述
和4G通信系统相比，5G通信系统具有更高的传输速率，而且其覆盖面也更广。所以说从目前移动通信行业的实际需要来说，5G比4G有更广阔的应用空间和发展前景。目前在国内外相关组织的推动之下，我们对5G通信系统的研究已经取得了阶段性成果，研究方向主要是在5G通信与其他不同的通信技术的整合之上。而且我国政府也正在尝试通过多种途径寻求在这一方面与不同政府之间的合作。因此我们应该认识到5G通信技术会成为移动互联网以及其他新兴行业发展过程中的重要推力。从另一个方面来说，当前在互联网的背景下进行的通信业务大都是以无线通信的方式来进行的，面对现阶段日益增大的数据量也只有5G通信技术才能够自如的应对。
二、5G无线通信通信系统的关键技术
（一）大规模MIMO技术
1技术分析
在多种无线通信系统中已经普遍采用了多天线技术，这种技术能够有效的提升通信系统的频谱效率，例如，3G系统、LTE、LTE-A、WLAN等.频谱效率是随着天线数量的增多而效率随之提高。MIMO信道容量的增加和收发天线的数量呈现出近似线性的关系，因此在5G无线系统内采取较多数量的天线是为了有效的提高系统容量。但是当前系统收发终端配备的收发天线数量不多，这是由于天线数量的增多使得系统的空间容量会被压缩，并且多数量天线技术复杂所造成的。
但是，大规模MIMO技术的优势还是非常明显的，主要体现在以下几个方面：首先，大规模MIMO分辨率更强，能够更加深入挖掘到空间维度资源，从而使得多个用户能够在大规模MIMO的基站平台上实现同一频率资源的同时通信，因此，使得能够实现小规模数量基站的前提下高频谱的信息传输。其次，大规模MIMO抗干扰性能强，这是由于其能够将波束进行集中。再次，能够极大程度的降低发射功率，提高发射效率。
2我国的研究和应用现状
我国对大规模MIMO技术的研究主要是集中在信道模、信道容量以及传输技术等方面，在理论模型和实测模型方面的研究比较少，公认的信道模型当前还没有建立起来，而且传输方案都是采用TTD系统，用户数量少于基站数量使得导频数和用户数呈现出线性增长的关系。除此之外采用矩阵运算等非常复杂的运算技术来进行信号检测和信息编码。因此，我国要充分挖掘MIMO技术的内在优势，结合实际来对通信信道模型进行深入的研究，并且在频谱效率、无线传输方法、合资源调配方法等方面应当进行更多的有效分析和研究。
（二）全双工技术
所谓全双工技术就是指信息的同时传输和同频率传输的一种通信技术。由于无线网络通信系统在信息传输过程中传输终端和接受终端存在一种固有的信号自干扰。全双工计划苏能够充分的提高频率利用率，以实现多频率的信息的信息传输，从而改变了一般通信系统不能够实现同频率和双向传输的技术现状，因此这种技术已经成为无线通信技术当前研究的一个重要的关键点。这种技术应用在5G无线通信系统中能够实现无线频谱资源得到充分的挖掘和利用。当前5G无线通信系统由于接受信号的终端和发射信号的终端频率之间存在着较大的差异，使得其产生自干扰的现象比较突出，是5G无线通信技术发展的一个主要瓶颈，因此，全双工技术在5G无线通信系统内有效的应用使得信号自干扰的问题能够通过相互抵消的方式得到有效的解决。通过模拟端干扰抵消、对已知的干扰信号的数字端干扰抵消等各种新的干扰技术的发展以及这些技术的有效结合使得极大多数信号之间的自干扰现象都基本上得到了有效的抵消。
（三）超密集异构网络技术
5G无线通信通信系统不仅包括无线传输技术，而且也包括后续演化的无线接入技术，因此，5G网络系统就是各种无线接入技术，例如，5G，4G，LTE，UMTS（universalmobiletelecommunicationssystem）以及wirelessfidelity等技术共同组成的通信系统，在系统内部，宏站和小站共同存在，例如，Micro，Pico，Relay以及Femot等多层覆盖的异构网络。在异构网络内部，运营商和用户共同部署基站，而用户部署的主要是一些功率较低的小站，并且节点的类型也比较多使得网络拓扑变得相当复杂。并且由于异构网络网络基站的密集程度较高，因此其网络节点和用户终端之间的距离就更为接近，使得功率的效率和频谱的效率以及网络系统容量等方面比一般通信网络系统更为优良。
虽然这种技术应用于5G无线网络通信系统中有着非常良好的发展前景，但是也存在着一些缺陷，这种缺陷主要表现在以下几个方面：首先，由于节点之间比较密集使得节点之间的距离相应就比较短，这样就会造成系统内会存在同种无线接入技术之间的同频干扰的现象以及不同无线接入技术在共享频谱之间分层干扰的现象，这种问题的解决有赖于对5G无线通信网络系统进一步的深入研究。其次，由于系统内存在着大量的用户部署的节点，使得拓扑以及干扰图样呈现出范围较大的动态变化。因此，要加强应对这种动态变化的相关技术的研究。
（四）绿色通讯技术
现今，通信科技引起的高能耗现象引发了越来越广泛的关注，同时也给全球通讯技术的可持续发展提出了一大难题。据不完全统计，信息通信科技带来的能耗占世界能耗比重超过了3%，每年的增幅较大。随着4G通信网络的推广，信息通信科技引起的能耗也愈发严重。零等待零距离通讯的即连5G通讯系统的根本目标为实现通讯系统能效改善1000倍。
尽管在低发射功率情况下，满功率发射能够同时实现最佳的频谱效率及能源效率，然而在高发射功率前提下，频谱效率和能源效率两者呈现出鲜明的差异。在通讯系统当中，怎样有效地权衡二者的优势也变为通信领域的研究重点和基本架构。当前，怎样同时完成高频谱效率及高能源效率的通讯技术已经成为5G无线通信系统的突出问题。近来，有关人士对多小区多用户MISO下行链路系统及大规模MIMO下行链路系统的资源效率优化问题进行了探索。为同时平衡系统容量以及资源能耗，我们不妨从系统资源效率的角度出发，对资源效率进行进一步的优化。除此之外，我们也不可忽视收发机损伤这一关键问题，若是把这一硬件因素纳入到波束成形优化问题当中，便会发现更多更有意义的问题。考虑收发机的固定功率消耗且此参数不为零时，大规模MIMO通信系统的能耗为零，与此同时，大规模多用户MIMO通讯系统也势必会成为一个能效最高的通信系统。
结语：
综上所述，5G通信系统的应用是未来无线通信业发展的必然趋势，但是目前国内对于这方面的研究还存在很多问题，这是我们必须要面对的一个现实。而且相比较国外对于这方面的研究速度，我们真的可以说是非常落后。所以说只有完善这方面的工作细节，才能够真正推进5G通信系统走向实践，真正满足人们对无线数据业务的需求，为国内的经济发展提供重要的推力。上文是笔者根据自己的经验对5G通信系统的基本概念以及大规模MIMO技术做出的总结，希望能够对有关人士的研究提供一些帮助。
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