5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用的前瞻性思考

胡競

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)提出了更高的要求，在4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)逐漸發(fā)展成熟的背景下，人們將目光逐步放到5G移動通信技術(shù)?；诖?，本文對5G移動通信技術(shù)進(jìn)行了簡要闡述，在此基礎(chǔ)上分析了5G網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)與優(yōu)勢，并對5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望，希望能對5G網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；發(fā)展前景；傳輸速度

中圖分類號：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）07-0039-02

1 5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)概述

5G網(wǎng)絡(luò)通信顧名思義就是指第五代移動通信技術(shù)，隨著社會的快速發(fā)展，人們對網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的傳輸速度等指標(biāo)提出了更高的要求，4G網(wǎng)絡(luò)通信已逐漸不能滿足人們的通信需要，因此5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)成為了人們研究的重點(diǎn)內(nèi)容。相比于4G通信技術(shù)，5G網(wǎng)絡(luò)通信在使用率上做出了極大改善，在支持智能手機(jī)應(yīng)用移動通信技術(shù)的同時還支持個人電腦等多種設(shè)備引入5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，為智能家居、智能生活的到來提供了強(qiáng)大的動力。

5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的研究與突破經(jīng)歷了漫長的發(fā)展歷程。早期的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在信息傳輸、通信效果方面性能較差，這一狀況在三星公司成功研發(fā)出傳輸速度達(dá)到1Gb/s，傳送距離達(dá)到2Km的新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)后被打破，這種技術(shù)的出現(xiàn)極大程度上提高了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度，加大了信息傳送距離，增強(qiáng)了頻段資源，為日后高速率網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2014年三星公司又研發(fā)出以5G網(wǎng)絡(luò)通信為核心的移動通信網(wǎng)絡(luò)，推動了5G網(wǎng)絡(luò)通信的產(chǎn)生于推廣。近些年來我國也致力著手于5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的研究與突破，華為公司積極引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，為我國5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展提供了源源不斷的動力。

2 5G網(wǎng)絡(luò)通信中的關(guān)鍵技術(shù)

5G網(wǎng)絡(luò)通信相比于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在很多方面都進(jìn)行了改善與創(chuàng)新，在研發(fā)過程中也應(yīng)用了一定的新型技術(shù)。首先是新型多天線傳輸技術(shù)的應(yīng)用，天線是信息傳輸過程中的重要載體，加之近些年來通信頻譜資源愈加匱乏，其布置方式與利用效率對網(wǎng)絡(luò)通信綜合效果的影響更加突出。新型多天線傳輸技術(shù)作為5G網(wǎng)絡(luò)通信中的關(guān)鍵技術(shù)，對傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)天線進(jìn)行了改善布置，天線布置采取矩陣排列方式，極好地滿足了用戶對網(wǎng)絡(luò)通信在時間及空間上的要求，且增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)天線的抗干擾能力，提高了天線的整體利用率。

其次是移動云計(jì)算技術(shù)，近些年來智能移動端設(shè)備得到了快速發(fā)展，智能手機(jī)、平板電腦等移動端設(shè)備在群眾當(dāng)中得到了廣泛使用，移動云計(jì)算技術(shù)使這些移動端設(shè)備成為了高效的通訊端。傳統(tǒng)的通信技術(shù)下用戶往往需要通過終端設(shè)備來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析與處理，用戶端之間的資源無法實(shí)現(xiàn)共享，移動云計(jì)算技術(shù)可以允許用戶將大量的信息與數(shù)據(jù)儲存于云端，需要時再通過網(wǎng)絡(luò)通訊搜尋云端資源，極大程度上方便了用戶的信息數(shù)據(jù)訪問。除此之外，5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在研究過程中還應(yīng)用了密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，為5G通信技術(shù)的突破與發(fā)展注入了新的活力。

3 5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的優(yōu)勢

3.1 傳輸速率提高

5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相比于4G通信其信息傳輸速率得到了極大程度的提高，預(yù)計(jì)可達(dá)數(shù)十GB/s，這意味著一部普通時長的超清版電影的下載在5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)下數(shù)秒內(nèi)便可完成，相比于4G網(wǎng)絡(luò)通信70Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，其下載速度提高了十倍以上，為用戶信息的下載與傳輸節(jié)約了大量的時間。另外4G網(wǎng)絡(luò)通信下行鏈路及上行鏈路速度較低，數(shù)據(jù)傳輸能力也只有非對稱的2Mb/s，然而三星公司利用高效的天線連接方式，通過64個天線單元的矩陣排列極大程度上提升了數(shù)據(jù)的傳輸速率，這使得智能終端的3D電影觀看與游戲享受成為可能，實(shí)現(xiàn)了在4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)下難以實(shí)現(xiàn)的任務(wù)。

3.2 支持多制式網(wǎng)絡(luò)結(jié)合

目前人們對通信技術(shù)的使用大都是2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)通信以及WLAN無線通信，各種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)之間相互獨(dú)立，兼容性較差，這使得運(yùn)營商無法根據(jù)用戶的個性要求為用戶匹配合理的通信技術(shù)，然而5G網(wǎng)絡(luò)通信下通信技術(shù)的兼容得到了增強(qiáng)，多模式協(xié)調(diào)發(fā)展逐漸成為5G通信的一個重要特征，5G網(wǎng)絡(luò)通信允許多種網(wǎng)絡(luò)模式同時并存，用戶可以根據(jù)自身使用要求自行選擇合適的網(wǎng)絡(luò)模式，另外5G網(wǎng)絡(luò)通信相比于4G通信技術(shù)，它可以為用戶的使用提供一個多模式管理平臺，使智能端可以根據(jù)用戶的不同業(yè)務(wù)自動選擇不同的網(wǎng)絡(luò)制式。

3.3 電池具有更長的使用壽命

5G網(wǎng)絡(luò)通信由于其傳輸速率快等特點(diǎn)在應(yīng)用過程中可同時運(yùn)行大量的小任務(wù)程序，這些任務(wù)程序會通過電子郵箱反復(fù)向服務(wù)器發(fā)送信息，從而更新服務(wù)器的電子郵件接收。5G網(wǎng)絡(luò)通信會在這些信息中自動篩選出影響電池使用壽命的短信息，通過對信息的分析與處理達(dá)到阻止某些任務(wù)程序發(fā)布信息的目的，從而減輕了電池的負(fù)荷量，在保證電池電量的同時延長了電池的使用壽命，極好地改善了4G網(wǎng)絡(luò)通信下電池耗電過快、充電周期過于頻繁的現(xiàn)象。

4 5G網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)展前景展望

4.1 滿足傳輸速率的要求

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能端設(shè)備在全球各地都得到了廣泛應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計(jì)全球的智能手機(jī)用戶已達(dá)到了50億以上，此種背景下人們逐漸對智能端設(shè)備的傳輸速率提出了更高的要求。目前市場上應(yīng)用較多的3G、4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的傳輸速率均不足1Gb/s，且文件與圖像傳輸格式也受到一定限制，很大程度上已不能滿足人們對高速通信的要求，然而5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)下信息傳輸速率得到了極大提高，預(yù)計(jì)可達(dá)數(shù)十GB/s，且在4G網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)上還支持3D電影及超清視頻的傳輸與下載，可在數(shù)秒之內(nèi)完成電影視頻的視頻與傳輸，其具有的儲存空間還可允許用戶同時下載多部超高清視頻?？梢灶A(yù)見的是，5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在不久的將來會進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸速率，逐漸成為引領(lǐng)社會的主流網(wǎng)絡(luò)通信。

4.2 成本的合理化

雖然5G網(wǎng)絡(luò)通信相比于4G網(wǎng)絡(luò)通信具有明顯的優(yōu)勢，然而在通信成本方面5G網(wǎng)絡(luò)通信卻仍有待加強(qiáng)，否則很難在用戶當(dāng)中取得廣泛使用。5G網(wǎng)絡(luò)通信其數(shù)據(jù)傳輸速度快，兼容性強(qiáng)，在使用過程中這些特點(diǎn)往往會伴隨著大量流量的產(chǎn)生，人們也會對數(shù)據(jù)流量產(chǎn)生更大的需求，然而現(xiàn)在的頻譜資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以滿足人們對網(wǎng)絡(luò)通信的龐大需求，然后運(yùn)營商不得不從國外引進(jìn)頻譜資源，這勢必會造成通信成本的升高，如此一來用戶會因?yàn)閮r格原因而繼續(xù)使用3G或4G移動通信網(wǎng)絡(luò)，一定程度上阻礙了5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，因此合理控制通信成本是5G網(wǎng)絡(luò)通信的一大發(fā)展趨勢。

4.3 對多制式網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理規(guī)劃

5G網(wǎng)絡(luò)通信相比于4G網(wǎng)絡(luò)通信一個明顯的優(yōu)勢就是5G通信網(wǎng)絡(luò)支持多制式網(wǎng)絡(luò)并存，使多制式網(wǎng)絡(luò)之間相互協(xié)調(diào)，然而多制式網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需要一套完善的協(xié)調(diào)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對不同制式網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)管理，從而將5G網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)勢發(fā)揮到極致，因此可以預(yù)見的是，對多制式網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理規(guī)劃是5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)未來的一個發(fā)展前景，通過集中型中央資源管理器實(shí)現(xiàn)多制式網(wǎng)絡(luò)下資源的合理配置，為5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展及推廣提供更加強(qiáng)大的動力。

5 結(jié)語

隨著智能時代的到來，人們對網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)提出了更高的要求，5G網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)運(yùn)而生。5G網(wǎng)絡(luò)通信主要應(yīng)用了新型多天線傳輸技術(shù)、移動云計(jì)算技術(shù)、密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。相比于4G網(wǎng)絡(luò)通信，其數(shù)據(jù)傳輸速率更高、電池使用壽命更長，且支持多制式網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)并存。可以預(yù)見的是，5G網(wǎng)絡(luò)通信將會逐漸朝傳輸速率更高，成本控制更加合理、多制式網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃更加科學(xué)的方向發(fā)展，從而逐漸發(fā)展成為未來社會的主流通信技術(shù)。

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