引言：随着5G的出现，微波技术将会得到快速的发展。在光纤布线困难或者需要迅速开通基站时，采用微波技术进行回传。5G网络对微波传输的最大挑战是带宽、延时和可靠性。在微波通讯中使用毫米波通讯，可以扩大波段的带宽，但是在使用毫米波时，会遇到一些问题和困难。

引言：5G是一种全新的通讯技术，它将会把网络用户的数量提高到一个数量级。万物互联带来的种种革新，将会为手机技术打开一页崭新的篇章，而这一切，都是以5G为基础。5 G时代的来临，将带来移动互联与大数据的全面爆发，它将推动传统产业的转型，数字经济的创新，将是今后十年甚至更久的新一轮经济增长引擎，更好地支持和服务数字中国、经济、社会发展。但5 G网络的建设还存在着许多困难和挑战，必须在尊重科学、市场规律的基础上，保持清醒的认识。

1.微波通信原理

微波通讯是一种利用300MHz至300GHz的无线电磁波进行通讯的一种无线通讯方法，其电波的波长在0.1毫米到1米之间。因为微波通讯比普通通讯方式所用的要多得多，所以也叫“超高频电磁通讯”。根据微波的波长不同，微波通讯可以分成4个波段：分米波，厘米波，毫米波，亚毫米波。微波通信是当今通讯网络中最主要的通讯方式，它具有容量大、传输质量高、传输距离长等特点。目前常用的电磁波通讯方法有点到点和广播两种。由于微波频率较高，波长较短，其绕射性能和穿透性较差，在发射时会有较大的衰减，从而限制了它的传播距离，所以通常采用点对点的方式。随着无线通讯技术的迅速发展，许多关键领域都出现了微波技术的身影，它的主要作用是在地面上进行视距传输。所谓“视距离”，就是在微波发射天线与微波接收天线之间，没有任何阻碍，以近似线性的形式发送。因此，在进行视距离传送时，必须保证接收和接收天线之间没有任何障碍，如果有高山、高楼等阻挡，将会对信号的质量造成很大的影响。因为地球是一个椭圆形的球形，如果两个点之间的微波传播距离太远，那么它的传播距离就会和地球的半径相提并论。

微波通信中的电磁波在空气中的传播特性类似于光波，它是一种线性的传输。由于微波的高频率、短波长等特点，当受到干扰时，微波信号会受到干扰，从而对通讯信号的传递产生不利的影响。为了达到长距离的通信，必须通过微波中继站来传送高频的无线信号，一般在50公里以内。微波信号可以利用微波通讯中的继电器来实现。

2.5G承载对微波技术带来的挑战

由于4GLTE技术已成为移动通信的主要技术，所以5G系统必须在技术层面上进行兼容性建设。与4G相比，5G拥有更好的无线频谱利用率，更高的数据传输速率，更好的使用体验。因为5G手机系统经常被使用，而5G技术标准对用户的传送速度有很高的要求，所以5G基站的容量要比4G基站低，所以5G基站的建造密度要大得多。当光纤布线困难或必须尽快开通基站时，采用微波技术进行信息回传是最好的选择。5G对基地台的回传能力和频宽都有较大的提高[。按照5G无线接入网络的结构特点，将其分为前传、中传和后传，在前传载体AAU和DU之间的业务流；中间传输载体DU（分发设备）与中央设备（CU）之间的通信；在承载CU与核心网络之间进行回传。在4G的应用场景中，前传的带宽要求高达5Gbps，而5G，即使最低的工程可用要求也能达到10Gbps，因此在前传中采用微波的可能性并不大。回传方面，4G基地台的回传能力可以达到2Gbps,5G的回传速率可以超过10Gbps。在不同的情况下，由于5G基站的频谱配置，其峰值带宽会有很大差异，如图2所示。目前，各标准机构对5G网络的延迟进行了初步的规范，提出了在提高移动宽带服务中，用户延迟控制在4ms以下，控制域延迟小于10ms；同时，对于超低延迟的超可靠通信，用户延迟应该小于0.5毫秒，而控制区域延迟则小于10毫秒。

除了eMBB的应用之外，5G中也有uRLLC和mMTC，各种新的应用环境使得5G基站的回传可靠性越来越高。在5G无线通信系统中，开发和应用新的技术是非常关键的。毫米波段的频谱资源非常丰富，可以满足5G的通信需求。毫米波通讯是一种微波通讯，它利用30-300GHz的电磁波和1-10mm的波长。与4G采用的分米波波段相比，它的频带要高得多，波长也要短得多，所以它的散射和绕射性能都比较差，所以毫米波的传播方式更贴近于光学，主要依靠的是视路，并且毫米波的波束很窄，方向很好，但是也很容易被反射或者屏蔽。在自由空间中，大气、降雨等对毫米波的传输产生了很大的吸收损失，而根据无线电波的空间传输损失理论，随着无线电频率的增加，它在传输路径上的衰减也会越来越大。与此同时，在这个空间里，空气中的各个部位都充斥着大量的水汽和气体，这些气体中的氧和水分子对某些波长的电磁波有着极强的共鸣，它们的共振吸收频率与毫米波的无线电频率是一致的。毫米波在户外受到的干扰和穿透性比较差，受到建筑物和运动物体的遮挡的可能性更大，而地形、植被等因素也会对其产生更大的干扰。所以，5G通信技术采用毫米波段进行空间覆盖，其覆盖范围将受到极大的限制。此外，毫米波对人体健康的危害也是不可忽略的。人类的皮肤和角膜具有更好的吸收微波的能力，因此，毫米波对人体的健康有没有不利的影响，这一点非常重要。

3.物联网推动5G和微波技术融合

5G与微波技术的结合，是实现物联网“万物互联”的关键基础。在无线物联网领域，新一代的传感技术与微波技术的结合越来越紧密，微波技术已经成为了物联网和嵌入式系统的关键技术，包括无线空口、调制编码和空口调制。无线空口技术又称为“空中接口”，它由三层组成，即物理层、网络层和链路层。无线空口技术是目前应用微波技术的基本技术，它为终端设备之间的连接提供了最基本的技术保证。F-OFDM技术可以根据实际情况灵活地调节各子载波段的带宽，以达到在不同应用场合下的速率适应。在大规模的阵列天线技术中，无线空口技术也可以应用于移动互联网、物联网等领域。5G所使用的天线技术被称作MassiveMIMO，该技术是在基站一侧使用64个天线组成的天线阵列来覆盖无线信号。该技术还将推动物联网技术的发展。F-OFDM（OFDM）的主要作用是对基站与无线电装置之间的无线电信号进行发射和接收，是一种对无线电磁波进行调制和解调的技术。在5G通讯中，通过传输端的自由空间传输给接收端，接收端要通过解调转换为有效的数据。F-OFDM可以在OFDM环境中独立地工作，满足各种应用场合的要求。5G是以4G为基础的新一代移动通信技术。随着时间的推移，5G技术逐渐主导了我国的信息化进程，5G技术在物联网领域的应用极大地推动了物联网的发展，巨大的信息网将所有的事物连接起来，同时也将人与物之间的信息交流。因此，从5G时代对物联网技术的研究中发掘出更多的实用价值，并以5G为指导，探讨其应用前景，并抓住第四次工业革命的时代主题。

结束语

综上可知，我们必须认识到微波技术自身的特性，并将其用于5G的回传。微波中毫米波段的频谱资源十分丰富，能够满足5G的需求，但是由于受到环境的限制，毫米波通讯受到了很大的限制。随着物联网的出现，万物互联的时代已经来临，对微波通信与5G的融合发展不断增加的需求，而微波技术在5G中的应用将为我国通信产业的稳定发展提供了强有力的支撑。

参考文献

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