5G無線通信技術(shù)及其相關(guān)應(yīng)用

李 維

（湖北郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，湖北 武漢 430023）

0 引 言

5G無線通信技術(shù)具有更快的信息傳遞速度、較高的帶寬及較小的延遲，在現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和多媒體使用方面至關(guān)重要。此技術(shù)的誕生和廣泛使用，表明通信領(lǐng)域中結(jié)構(gòu)和技術(shù)的全方位升級，促使其成為社會的一種基礎(chǔ)設(shè)施。

1 5G無線通信技術(shù)概述

1.1 基本定義

5G無線通信技術(shù)是指升級、改進(jìn)及優(yōu)化處理前的各種無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并注重應(yīng)用納米技術(shù)，具備便利性和靈活性，可確保用戶隱私、提高傳遞速度及減少能耗。為打破傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的約束，此技術(shù)采用新的IP地址作為數(shù)據(jù)傳遞基站，實(shí)時(shí)搜集、匯總大量信息放入移動終端，提高了數(shù)據(jù)的有效性和安全性。

它在經(jīng)營管理中的能耗較少，信息傳遞效率較高。因此，當(dāng)發(fā)生信息傳遞阻礙時(shí)，此技術(shù)可第一時(shí)間察覺并啟動保護(hù)措施。利用5G技術(shù)搭建一個(gè)完善的網(wǎng)絡(luò)平臺，可靈活地為人們提供服務(wù)。由于此技術(shù)的籠罩范疇比其他技術(shù)廣，因此提高網(wǎng)民上網(wǎng)速度的同時(shí)可保障通信質(zhì)量。鑒于此，可通過無線頻率推動此技術(shù)的深入發(fā)展。

1.2 主要層級

5G無線通信技術(shù)主要分為3個(gè)層級：城域網(wǎng)、核心網(wǎng)和接入網(wǎng)。

1.2.1 城域網(wǎng)

城域網(wǎng)是第一層。此網(wǎng)范疇包含相關(guān)通信設(shè)施裝備，能以無線呼叫的模式傳遞和感知信號，實(shí)現(xiàn)信息的迅速共享，達(dá)到事半功倍的效果。

1.2.2 核心網(wǎng)

核心網(wǎng)是第二層。此網(wǎng)的關(guān)鍵作用是銜接數(shù)據(jù)端口和通信裝備，并科學(xué)分類和傳輸計(jì)劃完成的信息。

1.2.3 接入網(wǎng)

接入網(wǎng)是第三層。此網(wǎng)的主要功能是構(gòu)建數(shù)據(jù)結(jié)果，即合理規(guī)范5G通信技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)中的繁雜數(shù)據(jù)信息，使處理方式更簡單，并實(shí)現(xiàn)信息全覆蓋[1]。

2 5G通信核心技術(shù)

2.1 多天線傳輸技術(shù)

伴隨無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，頻譜資源愈來愈少。為避免資源浪費(fèi)，推動5G通信技術(shù)健康發(fā)展，人們研發(fā)了全新的多天線傳輸技術(shù)。例如，通過LSAL技術(shù)建設(shè)龐大矩陣，高效預(yù)防干擾，極大地提高邊緣使用者的根本效益，優(yōu)化分配頻譜資源，為5G無線通信技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造有利條件。此種傳輸技術(shù)能科學(xué)設(shè)計(jì)空間布局，利用分層使其充分發(fā)揮一對多的服務(wù)優(yōu)勢。

2.2 高頻傳輸技術(shù)

伴隨通信技術(shù)的不斷發(fā)展，頻譜資源愈來愈少，特別是低頻段資源。為確保5G無線通信技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，需提高高頻段資源的利用率。現(xiàn)階段，高頻傳輸技術(shù)可有效推動5G無線通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。通過大幅提高頻段資源的使用率，滿足現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的技術(shù)要求。如今，世界各國和眾多通信企業(yè)紛紛加大了高頻傳輸技術(shù)的研發(fā)力度和應(yīng)用程度。

2.3 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

5G無線通信技術(shù)的發(fā)展空間較大，促使小區(qū)越來越密集。為有效推動此技術(shù)的全覆蓋，滿足大面積數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展要求，應(yīng)及時(shí)清除盲點(diǎn)，增加技術(shù)容量。隨著數(shù)據(jù)的廣泛使用，小區(qū)密度隨之提高。因此，需提升5G無線通信技術(shù)的抗干擾能力，充分應(yīng)用密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，促進(jìn)5G無線通信技術(shù)獲得良好發(fā)展[2]。

2.4 納米技術(shù)

納米技術(shù)在5G無線通信技術(shù)中占據(jù)重要地位，是提高技術(shù)建設(shè)的核心結(jié)構(gòu)。此技術(shù)可聚焦系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)搜集形式，依據(jù)扁平化的IP互聯(lián)網(wǎng)傳遞模式傳達(dá)信息，并將其引進(jìn)用戶終端。數(shù)據(jù)經(jīng)過納米技術(shù)處理后，系統(tǒng)結(jié)合服務(wù)器再次布置無線信號，保障信號質(zhì)量的同時(shí)，促使信號順利進(jìn)入用戶終端。有關(guān)人員將納米芯片應(yīng)用于移動監(jiān)管中心，采用自動化模式為用戶提供便捷條件，進(jìn)而得到高精度結(jié)果，在提高5G無線通信技術(shù)使用效率和質(zhì)量方面效果顯著。

2.5 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算是適用于中央控制服務(wù)器的一種新興技術(shù)，可發(fā)揮儲存數(shù)據(jù)和落實(shí)應(yīng)用的作用。此技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在每一個(gè)終端上儲存文件和裝置應(yīng)用軟件，且可利用Internet完成讀取和使用。全面推行和使用云計(jì)算技術(shù)，可確保地區(qū)信息化平臺儲存更多視頻數(shù)據(jù)和中央控制體制中的信息，有效讀取文件，進(jìn)而為系統(tǒng)的良好運(yùn)作奠定基礎(chǔ)。它的服務(wù)器主要分為網(wǎng)絡(luò)層、物理層、應(yīng)用層以及對話層4個(gè)層次。最底部為物理層，主要負(fù)責(zé)搜集數(shù)據(jù)，且能推動5G無線通信技術(shù)開放式搭建。網(wǎng)絡(luò)層銜接對話層和物理層，保障信息無阻礙傳遞。對話層是圍繞系統(tǒng)命令生成開放化的傳遞協(xié)議，依據(jù)各種IP地址有針對性地選用處置模式。用戶引進(jìn)5G無線通信技術(shù)，需建戶并通過密碼登錄。若密碼有誤，則無法連接。應(yīng)用層可為用戶供應(yīng)全方位服務(wù)，把數(shù)據(jù)變換為全新預(yù)案，同時(shí)深入剖析產(chǎn)品功能，進(jìn)而高效提升用戶使用效率。

3 5G無線通信技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用

4G背景下，只有計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)可連接4G互聯(lián)網(wǎng)。在新5G無線通信技術(shù)投入使用后，小至一根針，大至一臺車，均能一同接入5G互聯(lián)網(wǎng)，即萬物互聯(lián)。如果3G/4G實(shí)現(xiàn)了人與人之間的連接，那么5G做到的是世界萬物間的相互連接。未來任何物體都帶有傳感器，在5G的作用下，人們的吃、喝、住、行實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，打破時(shí)間和空間的束縛。資產(chǎn)追蹤、車聯(lián)網(wǎng)、人工智能、智慧農(nóng)業(yè)、無人駕駛以及智慧城市，都離不開5G的支持。在這個(gè)互聯(lián)互通的世界，通信掌握科技的整體發(fā)展方向[3]。

4G環(huán)境下，國內(nèi)一些專業(yè)人士紛紛對TD-LTE展開研究，使我國通信技術(shù)首次成為全球主流技術(shù)。未來，5G無線通信技術(shù)將全面普及，眾多企業(yè)已將其視為重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)，并逐漸占據(jù)世界主導(dǎo)地位。華為公司不僅成功打破了歐美對此技術(shù)的全面壟斷，還在世界通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的5G方案爭奪戰(zhàn)中充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，打敗了歐美國家，使其推行的Polarcode成為5G短碼最后確定方案。970麒麟芯片兼具世界第一款準(zhǔn)5G基帶，允許LTEcat1.8運(yùn)行。對于普通大眾，5G可能是上網(wǎng)速度變快；對于企業(yè)，5G是一種變化巨大的商業(yè)方式；對于國家，5G是實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新的突破口。

5G無線通信技術(shù)在光場相機(jī)中的運(yùn)用十分普遍。它是一種先拍照再對焦的照相設(shè)施，主要依靠廣場技術(shù)在拍攝中構(gòu)圖，不必對焦。此優(yōu)勢可有效轉(zhuǎn)變已有相機(jī)拍攝模式和習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)抓拍。拍攝完成后，對焦點(diǎn)可隨意挑選位于相機(jī)聚焦范疇內(nèi)的被拍物體，但需確保拍照時(shí)整個(gè)聚焦范疇內(nèi)的所有光學(xué)信息都已記錄完畢。因此，儲存一張紙片至少需要200 MB空間，并需保證擁有更多的存儲空間和迅速的傳遞速率，而5G技術(shù)可滿足此需求。

為盡快實(shí)現(xiàn)我國制定的2020年網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目標(biāo)，促進(jìn)5G通信技術(shù)向更廣闊的空間發(fā)展，需加大網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究力度，有效加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展能力，提高5G無線通信技術(shù)的科技水平和自主創(chuàng)新水平。通過使用此技術(shù)，可推動我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，使萬物聯(lián)通成為可能。

4 結(jié) 論

綜上所述，5G無線通信技術(shù)的研究和應(yīng)用可提高我國綜合實(shí)力，擁有穩(wěn)定、快速的網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)世界化網(wǎng)絡(luò)的完美銜接。5G無線通信技術(shù)的發(fā)展，帶動了全球經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了資源共享。因此，相關(guān)人員需在實(shí)踐中及時(shí)發(fā)現(xiàn)、分析及處理問題，不斷提高技術(shù)應(yīng)用效果。