5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用分析

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摘要：本文首先就5g移動(dòng)通信技術(shù)在使用過(guò)程中所體現(xiàn)的特征以及其所涉及的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行論述，并在此基礎(chǔ)上，分析了5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要應(yīng)用形式，最后就5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在今后的應(yīng)用趨勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了展望，希望可以為從事通訊領(lǐng)域相關(guān)工作的人員帶來(lái)有效幫助。

關(guān)鍵詞：5G；技術(shù)特征；應(yīng)用方式；移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)

伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，針對(duì)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)在短短幾年時(shí)間里便取得了巨大的進(jìn)步，相信在不遠(yuǎn)的未來(lái)，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在民用和軍事領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)越發(fā)普及。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，不僅僅代表了帶寬速度的飛速提升，同時(shí)也會(huì)給國(guó)人的生活方式帶來(lái)巨大的變革，將5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等進(jìn)行融合，將會(huì)對(duì)我國(guó)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展帶來(lái)巨大的推動(dòng)作用，由此創(chuàng)建一個(gè)新的萬(wàn)物互聯(lián)新時(shí)代。

15G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相關(guān)特征與相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介

1.15G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特征分析

從4G技術(shù)到5G技術(shù)的發(fā)展，其主要呈現(xiàn)出以下幾個(gè)重要特征。

1.1.1頻譜使用率提升頻譜作為當(dāng)前一種使用率極高的重要資源，以目前的科學(xué)技術(shù)水平來(lái)講，對(duì)高頻電波的有效使用率仍然相對(duì)較低，滲透性不足，在使用過(guò)程中仍然存在有諸多阻礙。但是伴隨著5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，為頻譜的高效使用創(chuàng)造了新的可能，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)無(wú)線寬帶技術(shù)和有線寬帶技術(shù)的快速發(fā)展，也讓移動(dòng)通訊業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)了一體化。在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)背景下，擁有了更加廣闊的容量和更加優(yōu)秀的信息處理速率，同時(shí)能夠在諸如手機(jī)等可移動(dòng)設(shè)備當(dāng)中發(fā)展出更多先進(jìn)的服務(wù)形式。

1.1.2設(shè)備應(yīng)用性能大幅上升在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的背景下，把多點(diǎn)、多用戶、多天線、多社區(qū)合作與互助網(wǎng)絡(luò)作為核心，有效提升了通訊系統(tǒng)的實(shí)際性能。例如：在室內(nèi)通訊業(yè)務(wù)中，主要為商務(wù)交際，在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的加持下，室內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能與業(yè)務(wù)拓展地區(qū)的移動(dòng)通訊覆蓋范圍和覆蓋效果均能得到顯著提升。

1.1.3實(shí)現(xiàn)雙向信號(hào)傳輸基于5G技術(shù)所展現(xiàn)的諸多優(yōu)點(diǎn)，能夠讓國(guó)人發(fā)展出更加先進(jìn)的通訊技術(shù)方法。例如：雙向無(wú)線電傳導(dǎo)技術(shù)，該技術(shù)能夠讓移動(dòng)設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成傳輸電子信號(hào)和電子信號(hào)，先傳送到離終端使用者最近的無(wú)線電子信號(hào)塔，之后輻射出反射信號(hào)，由此完成對(duì)呼叫的連接。

1.1.4延時(shí)低在5G技術(shù)背景下，將會(huì)產(chǎn)生諸如無(wú)人駕駛、自動(dòng)化工業(yè)等場(chǎng)景。而在這些場(chǎng)景當(dāng)中，設(shè)備之間連接的穩(wěn)定，必須要依托于5G技術(shù)的低延時(shí)性，從人類生理學(xué)角度來(lái)講，延遲若超過(guò)140毫秒便能有明顯感知，而在無(wú)人駕駛等領(lǐng)域，這一數(shù)據(jù)將會(huì)更低，資料顯示，5G背景下，延時(shí)平均值為1毫秒左右，對(duì)于4G來(lái)講，這是一次大的突破。

1.25G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中涉及的關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介

因?yàn)槲覈?guó)在2G/3G/4G技術(shù)研發(fā)過(guò)程中，積累了豐富的技術(shù)沉淀，為今后5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)打下了良好的基礎(chǔ)，因此在當(dāng)前5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，涉及到有以下關(guān)鍵技術(shù)。1.2.1高頻傳輸技術(shù)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展和不斷成熟的過(guò)程中，我國(guó)積累了數(shù)量巨大的終端消費(fèi)者，使得頻帶資源越來(lái)越緊缺，而針對(duì)高頻傳輸技術(shù)的使用，可以增強(qiáng)對(duì)高頻譜資源的有效使用效率，在3GHZ頻段的蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中，如果頻率頻帶寬度提升至273.5GHZ，這不但涵蓋有諸多小型通訊設(shè)備，同時(shí)還能夠有效完成對(duì)信息資源的短距離高效率傳輸，達(dá)到用戶對(duì)傳輸容量、傳輸速率等各個(gè)方面所提出的更高的要求。

1.2.2多天線傳輸技術(shù)在當(dāng)前國(guó)內(nèi)針對(duì)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行研發(fā)的過(guò)程中，多天線傳輸技術(shù)是其中所涉及的一項(xiàng)重要技術(shù)，同時(shí)也是不可或缺的一項(xiàng)技術(shù)。該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，可以提升高頻譜利用率1000%以上，由此完成從二維到三維、從無(wú)源到有源、從高階多重輸出到多種輸出的轉(zhuǎn)換，增強(qiáng)了技術(shù)的實(shí)際使用效率。

1.2.3同頻全雙工技術(shù)該技術(shù)能夠在同一個(gè)物理信道上進(jìn)行雙向信號(hào)的傳輸，因此同頻全雙工技術(shù)被認(rèn)為是一項(xiàng)能夠顯著提升頻譜效率的技術(shù)，該技術(shù)能夠完成兩個(gè)方向信號(hào)在相同物理信道上的有效傳輸，也就是在雙工節(jié)點(diǎn)的接收機(jī)位置即可消除發(fā)射機(jī)信號(hào)所帶來(lái)的干擾，并在發(fā)射機(jī)信號(hào)位置同時(shí)接收到相同頻率的信號(hào)，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)頻譜效率的有效提升，讓5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在使用過(guò)程中表現(xiàn)出更強(qiáng)的靈活性和穩(wěn)定性。

1.2.4設(shè)備間的直接通訊技術(shù)在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)背景下，5G計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和其他5G設(shè)備之間的直接通訊能力、通訊規(guī)模、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)流量都將會(huì)得以大幅度提升。在傳統(tǒng)的基站中，已經(jīng)到達(dá)了技術(shù)瓶頸，無(wú)法滿足更加多元化的業(yè)務(wù)發(fā)展要求，但是在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的加持下，5G設(shè)備之間的直接通訊可以做到在沒(méi)有基站的前提下仍然能開(kāi)展有效工作，并對(duì)存取網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行開(kāi)放。

1.2.5密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)際上，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)背景下，所構(gòu)建的是一個(gè)綜合智能全方位類型網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)流量的最大值理論上是4G技術(shù)背景下數(shù)據(jù)流量最大值的1000倍以上，但需要注意的是，需要在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)這一效果，需要完成兩個(gè)方面的工作：第一是在宏基站進(jìn)行大型天線的設(shè)置；第二是進(jìn)行密集網(wǎng)絡(luò)的安排。以上兩種工作的核心目的是獲取室外空間收益并滿足室內(nèi)外通訊的相關(guān)要求。今后，需要在戶外扇形區(qū)域當(dāng)中部署更多更密集的網(wǎng)絡(luò)，來(lái)實(shí)現(xiàn)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的寬帶帶寬目標(biāo)。

1.2.6網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)技術(shù)在今后，我國(guó)針對(duì)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心研究方向?yàn)镃-RAN與云構(gòu)架之上，讓5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在使用過(guò)程中延遲更低、成本更低廉、平坦性更優(yōu)秀，滿足更多消費(fèi)者的生活和工作需求。

1.2.7智能化技術(shù)在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)當(dāng)中,其中央網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)大服務(wù)器構(gòu)成的云計(jì)算平臺(tái)，路由器和基站之間會(huì)進(jìn)行連續(xù)相互切換。依靠開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)鏈路以及智能化自動(dòng)切換模式，不管企業(yè)選取何種頻率、何種天線連接形式，只要用戶將需要進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)處理的數(shù)據(jù)提交到云計(jì)算機(jī)中心當(dāng)中，都能夠得到理想的結(jié)果，因此在今后當(dāng)中，智能技術(shù)同樣是5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在今后普及的關(guān)鍵技術(shù)。

25G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用簡(jiǎn)介

2.1高速的網(wǎng)絡(luò)信息傳送和儲(chǔ)存

實(shí)際上，早在4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展階段，便具有了高清視頻播放和大容量信息傳輸存儲(chǔ)打下了良好的鋪墊，而在今后全國(guó)范圍內(nèi)大規(guī)模推廣5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的背景下，其下載速率保守估計(jì)將至少達(dá)到3.6G/s，這不但可以在4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)的傳輸存儲(chǔ)速率，同時(shí)還顯著超越了當(dāng)前全球范圍內(nèi)主流硬盤(pán)的讀寫(xiě)速度，可以科學(xué)有效的降低數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間，對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)工作質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化。在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，其高效的數(shù)據(jù)傳輸速度和存儲(chǔ)讀寫(xiě)速度，可以更加方便用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻語(yǔ)音通話，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)VR游戲的智能應(yīng)用等，同時(shí)使用5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速運(yùn)行特征可以強(qiáng)化遠(yuǎn)程控制類應(yīng)用的控制精度。例如：使用5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)完成對(duì)汽車的自動(dòng)駕駛；在醫(yī)療領(lǐng)域，醫(yī)生可以在千里之外對(duì)患者進(jìn)行遠(yuǎn)程手術(shù)治療等，以當(dāng)前最先進(jìn)的4K顯像技術(shù)作為分析對(duì)象，在今后，視頻像素會(huì)朝著視網(wǎng)膜的顯示度層面進(jìn)行發(fā)展，這在極大提升了視頻清晰度的同時(shí)，對(duì)設(shè)備的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)量和讀寫(xiě)速率都提出了更加嚴(yán)格的要求，并且用戶的在線視頻觀看要求和下載速度要求等也會(huì)有大幅度提高，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)最低3.6G/s的下載速率可以很好的滿足用戶的這一要求。

2.2提升消費(fèi)者的使用需求

5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展將為消費(fèi)者的更多元化的需求提供有效的技術(shù)支持，不管用戶處于何時(shí)何地，無(wú)論是車水馬龍的大城市中心，還是荒無(wú)人煙的偏僻角落，在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的加持下，用戶的通信都不會(huì)受到阻礙。簡(jiǎn)單地說(shuō)，5G技術(shù)的應(yīng)用不會(huì)受到流量變化、位置變化以及時(shí)間變化的影響，不管用戶在何時(shí)何地，都能夠享受到高質(zhì)量的通訊服務(wù)。

2.3通信網(wǎng)絡(luò)具有更強(qiáng)的兼容性

在今后，伴隨著全球范圍內(nèi)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益成熟，將會(huì)在4G技術(shù)的大背景下，把電視網(wǎng)絡(luò)、廣播網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)等各種形式的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，彰顯出其高兼容性特征。在這些網(wǎng)絡(luò)得到融合之后，其運(yùn)營(yíng)成本將會(huì)顯著降低，也就是說(shuō)，依靠5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高兼容性，讓網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商的利益得以最大化。另外，高兼容性的好處還會(huì)在比特幣應(yīng)用中得以體現(xiàn)，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用可以把近距離無(wú)線技術(shù)等無(wú)接觸技術(shù)支持下的支付方式朝著更加健康的方向邁進(jìn)，由此誕生的網(wǎng)絡(luò)虛擬貨幣——比特幣同樣會(huì)伴隨著5G技術(shù)的進(jìn)步成為概念類產(chǎn)品，從而得到廣泛認(rèn)同。比特幣使用P2P網(wǎng)絡(luò)把大量節(jié)點(diǎn)分布數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析與交易，在5G技術(shù)高安全性和高兼容性特點(diǎn)下，比特幣必將被全球更多的國(guó)家和地區(qū)所認(rèn)可，由此對(duì)世界經(jīng)濟(jì)格局帶來(lái)更加深刻的影響。

2.4高密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

伴隨著5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用戶數(shù)量的逐年上升，系統(tǒng)容量也會(huì)進(jìn)一步提升，在這一背景下，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)可以使用高頻譜復(fù)用度來(lái)增加系統(tǒng)的容量并且降低蜂窩尺寸來(lái)增強(qiáng)移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的容量，給消費(fèi)者帶來(lái)更加穩(wěn)定、可靠、便捷的通訊服務(wù)。

35G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的挑戰(zhàn)和未來(lái)展望

3.1挑戰(zhàn)

基于筆者對(duì)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行分析，參考現(xiàn)代移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)狀，5G技術(shù)在許多方面都提出了挑戰(zhàn)，其中最為關(guān)鍵的是對(duì)相關(guān)技術(shù)提出了嚴(yán)格的要求，即5G技術(shù)需要表現(xiàn)出最好的效果，就一定要有大容量技術(shù)支持，超高速率穩(wěn)定性以及超大寬帶技術(shù)支持，同時(shí)必須要相關(guān)技術(shù)進(jìn)行大力融合，才能滿足5G技術(shù)發(fā)展的相關(guān)需求，另外，除了對(duì)有關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之外，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還對(duì)各種智能設(shè)備和系統(tǒng)的兼容性提出了一定的要求，最為顯著的就是，在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)背景下，業(yè)務(wù)必須要集中于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之中，相關(guān)工作人員必須要對(duì)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架開(kāi)展長(zhǎng)期性的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在倡導(dǎo)綠色發(fā)展的我國(guó)，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用勢(shì)必需要顯著降低能耗，這對(duì)于技術(shù)層面來(lái)講，都是不小的挑戰(zhàn)。為了能夠讓5G技術(shù)在今后使用的過(guò)程中發(fā)揮其最大的價(jià)值，給消費(fèi)者帶來(lái)全新優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)，對(duì)進(jìn)行整合后的大系統(tǒng)資源配置同樣是其中一項(xiàng)重要的工作，加上許許多多行業(yè)和領(lǐng)域都會(huì)在今后涉獵到5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，怎樣對(duì)各行業(yè)用戶的隱私進(jìn)行保護(hù)，做好通信企業(yè)的服務(wù)工作以及降低其運(yùn)營(yíng)成本，都是相關(guān)工作人員所必須要思考的重要問(wèn)題。

3.2發(fā)展趨勢(shì)

基于筆者對(duì)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點(diǎn)和使用現(xiàn)狀的分析，在今后，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展會(huì)對(duì)通信行業(yè)產(chǎn)生深刻的變革，按照中國(guó)當(dāng)前移動(dòng)通信服務(wù)運(yùn)營(yíng)商的利潤(rùn)成分分析，語(yǔ)音服務(wù)、SMS服務(wù)等仍在其中占據(jù)了較高的比例，所以5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究和發(fā)展必須要經(jīng)歷一定的時(shí)間后才能得到行業(yè)的普遍關(guān)注，相關(guān)工作人員必須要充分認(rèn)識(shí)到，在今后5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展不單單是完成移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的高速化建設(shè)和安全性強(qiáng)化，最為重要的是完成全球互聯(lián)網(wǎng)的有效融合，依靠5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，將會(huì)給全球移動(dòng)通信企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)新的可能，在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度兼容性特征下，移動(dòng)通信設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)將會(huì)被融合到相同的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上，原來(lái)制式、規(guī)格存在差異的無(wú)線終端將最終走向融合，這是全世界移動(dòng)通訊行業(yè)的重要發(fā)展方向，同時(shí)也會(huì)對(duì)醫(yī)療、教育、工業(yè)、軍事等領(lǐng)域帶來(lái)深刻的影響，將推進(jìn)我國(guó)社會(huì)乃至全球走向高度智能化、高度集成化的方向。

4結(jié)束語(yǔ)

整體來(lái)講，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)終會(huì)在近幾年內(nèi)在我國(guó)得到大規(guī)模推廣和普及，在該技術(shù)背景下，我國(guó)的教育、工業(yè)、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域，都將會(huì)產(chǎn)生重大變革，因此，相關(guān)領(lǐng)域工作人員必須要深入了解5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特征，并且在應(yīng)用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)其效果的最大化呈現(xiàn)。

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作者：麻鵬程 單位：吉林吉大通信設(shè)計(jì)院股份有限公司