楊樹軍

摘? ?要：隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展與變革，人們生活方式發(fā)生著極大的改變，第5代移動通信系統(tǒng)也應(yīng)運而生。其憑借低功耗、高速率、泛在網(wǎng)等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)在物聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛、工業(yè)機(jī)器人等場景中，順勢成為現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展主流。文章對5G通信終端自適應(yīng)模式進(jìn)行了研究與探討，在通信終端應(yīng)用場景中引入自適應(yīng)調(diào)節(jié)模式，增強(qiáng)通信的可靠性、降低終端設(shè)備功耗與延時。

關(guān)鍵詞：5G;移動終端;自適應(yīng)模式

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)從傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)邁進(jìn)了移動互聯(lián)網(wǎng)時代，伴隨著5G網(wǎng)絡(luò)鋪開，移動互聯(lián)網(wǎng)時代開始進(jìn)入智能互聯(lián)網(wǎng)時代。傳統(tǒng)的通信主要基于人際之間的互通，5G通信方式發(fā)生很大改變，不再局限于人與人之間的聯(lián)系，使人機(jī)、機(jī)機(jī)之間的交互溝通成為現(xiàn)實。5G通信終端數(shù)量龐大，不再局限于手機(jī)，而是涉及無人駕駛、智能家電、公共設(shè)施等諸多應(yīng)用場景中的智能節(jié)點產(chǎn)品。

5G通信技術(shù)將被廣泛應(yīng)用在eMBB，mMTC，URLLC 3大場景，這些應(yīng)用場景不僅對通信技術(shù)有更高的要求，同時也必然會給移動通信的終端設(shè)備帶來新的變革與挑戰(zhàn)。高速度、低功耗、低延時終端設(shè)備將是5G通信時代的主力軍。本文基于5G移動終端的低功耗、低延時提出一種自適應(yīng)模式，并進(jìn)行相關(guān)的探討與研究。

1? ? 5G體系架構(gòu)

1.1? 5G通信的概念

5th Generation簡稱5G通信，即第五代移動通信技術(shù)，是繼4G通信以后，由國際電信聯(lián)盟組織制訂。與2G～4G通信標(biāo)準(zhǔn)不同，5G改變了傳統(tǒng)的以人對人為主的通信方式，在提升傳輸速率的同時，突破了以人為主的通信，將人機(jī)、機(jī)機(jī)之間的交互溝通變成了現(xiàn)實，同時，著眼于未來通信，在時延、吞吐量、連接數(shù)等諸多指標(biāo)也有了較大的提高，給通信用戶帶來全新的體驗。

1.2? 5G架構(gòu)

5G架構(gòu)主要由5G基站、5G核心網(wǎng)、5G接入網(wǎng)組成，根據(jù)3GPP設(shè)定，將5G標(biāo)準(zhǔn)按照是否獨立組網(wǎng)分為兩類：非獨立組網(wǎng)和Standalone獨立組網(wǎng)。前者基于4G基站及其核心網(wǎng)組建，后者獨立組網(wǎng)，采用完全獨立的基站與核心網(wǎng)，由于獨立組網(wǎng)目前不太現(xiàn)實，需要很大的改造成本，所以，目前以非獨立組網(wǎng)為主要方向，最終過渡到獨立組網(wǎng)方式。依據(jù)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，5G接入網(wǎng)主要包括gNB，ng-eNB兩個節(jié)點，前者為5G網(wǎng)絡(luò)用戶提供NR的用戶平面和控制平面協(xié)議和功能，后者為4G網(wǎng)絡(luò)用戶提供NR的用戶平面和控制平面協(xié)議和功能，但兩者接口均為Xn接口。

1.3? 5G移動終端特點

5G通信頻率采用大于24 GHz，屬于毫米波。因此，當(dāng)移動通信終端接收5G毫米波信號時，接收端通過多天線陣元接收信號，為獲得理想信號，采用加權(quán)合成方式處理接收信號。但是這種技術(shù)是基于多元系統(tǒng)即MIMO，需要在移動終端和發(fā)射端采用固定算法、多路傳輸方式進(jìn)行信號的處理。而5G通信必然需要高密度基站且單位面積上通道數(shù)量龐大，所以干預(yù)失真、功率損耗等是5G通信無法回避的問題，移動終端如何自適應(yīng)跟蹤通信就顯得尤為重要。

2? ? 現(xiàn)代自適應(yīng)通信技術(shù)

2.1? 自適應(yīng)通信

自適應(yīng)是指為適應(yīng)工作環(huán)境的變化，而對系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)和結(jié)構(gòu)上的自行調(diào)整，不需要人為干預(yù)。自適應(yīng)通信是在自適應(yīng)理論基礎(chǔ)上發(fā)展而來，依據(jù)通信條件的變化，通過在線實時調(diào)整系統(tǒng)或設(shè)備自身參數(shù)的無線通信方式。主要有通信頻率動態(tài)自適應(yīng)、自動通信設(shè)備終端功率自適應(yīng)、通信時延自適應(yīng)等。通過自適應(yīng)通信技術(shù)，可改善短波、超短波通信的抗干擾性、有利于通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。構(gòu)建5G移動終端自適應(yīng)系統(tǒng)，通過應(yīng)用模式信息獲取模塊，有效選擇接入點，確定最優(yōu)應(yīng)用模式進(jìn)行握手通信，建立自適應(yīng)機(jī)制，協(xié)商確定最佳應(yīng)用模式。避免針對特定的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式，需要特定的通信終端匹配所帶來的弊端，使移動終端設(shè)備及時發(fā)現(xiàn)并選擇目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，使資源分配更充分，接入成功率更高充分利用接入資源，減少移動終端設(shè)備額外的延時和能耗。

2.2? 5G移動終端自適應(yīng)模式

5G基礎(chǔ)上建立的移動通信系統(tǒng)的終端，用戶容量大大增加，需要滿足更加多樣化的QoS范圍的業(yè)務(wù)，對于通信數(shù)據(jù)速率也有更高的要求，無線移動通信終端設(shè)備也必須具備與通信網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)匹配的智能模式。

由于移動通信過程中，存在路徑損耗、陰影效應(yīng)、多徑衰落以及終端設(shè)備位置移動等因素，終端設(shè)備在接受無線信號時，也會受到信道改變的影響而變化[2]。為了適應(yīng)無線通信信道的改變，保證在信道惡化的情況下能夠有效地通信，需要移動終端設(shè)備能夠?qū)崟r地根據(jù)信道狀態(tài)，調(diào)整接收與發(fā)射功率，實現(xiàn)終端設(shè)備與無線信道的在線匹配，提升信道容量的利用率，有效、可靠地傳輸信息，需要終端設(shè)備、基站甚至網(wǎng)絡(luò)布局等具有自適應(yīng)能力?；诖?，提出5G通信設(shè)備的多模式自適應(yīng)模式，其接收路徑中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器為核心，根據(jù)不同類型的移動通信設(shè)備操作模式對接收的射頻信號執(zhí)行ADC功能，采用抽取濾波器，通過∑-Δ調(diào)制器進(jìn)行信號分析，確定當(dāng)前操作模式，以改變偏置電流、匹配動態(tài)參數(shù)、選定接收模式[3]，實時在線提高或降低信號轉(zhuǎn)換器的性能來動態(tài)調(diào)整終端接收功率，適應(yīng)臨時通信，有效抑制干擾信號。

3? ? 結(jié)語

5G應(yīng)用場景必須要支持大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，而5G移動通信終端設(shè)備必然對功耗有更高的要求。特別是近年來隨著可穿戴產(chǎn)品的發(fā)展，凸現(xiàn)移動終端設(shè)備的發(fā)展瓶頸，以智能手表為例，充電頻率高，而使用時長又過短。如果能將移動通信終端的功耗盡量降低，在5G應(yīng)用場景中實現(xiàn)終端設(shè)備的充電次數(shù)縮減即延長使用時間，將會極大改善用戶體驗，促進(jìn)5G通信技術(shù)的快速普及。在5G移動通信終端加以算法的改進(jìn)，實現(xiàn)自適應(yīng)功率，改善接收端的信噪比，克服干擾失真，進(jìn)行自適應(yīng)跟蹤，降低能耗將是未來5G終端設(shè)備的重要發(fā)展方向。

[參考文獻(xiàn)]

[1]董超.面向5G網(wǎng)絡(luò)的OFDM自適應(yīng)比特分配算法的研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2016.

[2]王琦.基于5G典型頻段與場景的毫米波信道傳播特性研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2018.

[3]程建，于洪洲.∑-ΔADC中調(diào)制器簡述[J].集成電路通訊，2008（1）：24-26.