關于5G通信技術(shù)發(fā)展與應用的若干思考

劉兆林 楊方隆 解曉博

中國移動通信集團設計院有限公司四川分公司 四川成都 610000

1 5G通信技術(shù)特征

1.1 高傳輸速率、超容量寬帶

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的快速發(fā)展，使得我國的通信技術(shù)也取得了巨大的進步，我國的通信技術(shù)從2G時代一直走到目前的4G時代，在信息的傳輸速率以及寬帶容量方面都實現(xiàn)了較大的飛躍，在未來的5G時代，通信傳輸速率必將獲得更大的提升，無線信息傳輸也將具備光纖傳輸速率，而且寬帶容量的進一步擴充必將為人們帶來更加快捷的體驗。

1.2 網(wǎng)絡全覆蓋、零延遲傳輸

為了進一步滿足不同行業(yè)的實際發(fā)展需求，也為了給社會帶來更加智能的服務，就必須要實現(xiàn)網(wǎng)絡的全覆蓋，這樣才能充分保障各方面通信的便捷和快速。這就對連接密度以及移動傳輸適應性提出了更高的要求，也能充分保證不同用戶在享受信息服務的時候不會受到外界因素的影響。此外，針對車聯(lián)網(wǎng)以及自動控制等行業(yè)，對終端信息的傳輸性能提出了更高的要求，也就是說上述行業(yè)中信息傳輸?shù)难舆t不能超過1ms，這樣才能有效提升端對端的信息傳輸效率以及傳輸穩(wěn)定性，而5G通信技術(shù)就能很好地滿足上述的需求。而5G通信的網(wǎng)絡全覆蓋以及信息傳輸零延遲也是在一些偏遠地區(qū)也能更加方便地實現(xiàn)信息傳輸。

2 5G通信技術(shù)原理

5G通信技術(shù)整體的特點就是，傳輸速度相較以往有了很大的提高，從目前所掌握的數(shù)據(jù)來看，5G通信網(wǎng)絡整體數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾适窃鹊?0到100倍，該特性的大幅度提高，有利于進入到各種終端當中，更好地去應用互聯(lián)網(wǎng)以及相關的其他技術(shù)。除此之外，網(wǎng)絡的容量也得到了大幅度的提高，5G網(wǎng)絡寬帶整體容量是原先的100倍，有的甚至已經(jīng)達到了1000倍。各方面性能的提高，有利于提高相應的設備對網(wǎng)絡寬帶整體的支持，以便于可以形成最佳的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用效果。5G通信技術(shù)使得整體互聯(lián)網(wǎng)變得更加集成[1]，5G通信技術(shù)支持無限制網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，以至于不同網(wǎng)絡終端的相關系統(tǒng)可以實現(xiàn)設備之間的交流。5G技術(shù)廣泛的應用于互聯(lián)網(wǎng)當中，進一步的拓展了物聯(lián)網(wǎng)的整體概念，使得我國經(jīng)濟快速穩(wěn)定地向前發(fā)展。

3 5G移動通信重要技術(shù)

3.1 移動云計算技術(shù)

移動云計算技術(shù)能夠提高智能終端設備的計算能力，給用戶帶來更好的服務體驗，滿足用戶工作與生活上的需求。移動云計算技術(shù)是指在移動互聯(lián)網(wǎng)中運用云計算來處理與計算更為復雜的信息與數(shù)據(jù)，將處理的信息從移動設備上傳送到移動設備云端，能夠有效降低能源消耗，它是一種全新的信息技術(shù)資源，同時也能交付和使用。此外，移動云計算技術(shù)的速度更為高效，[2]能為用戶提供更高的服務以滿足他們更高的需求，如可提供遠程安全服務，或是服務器多設備無縫連接，不會影響到傳輸速度與質(zhì)量，換言之，不會出現(xiàn)網(wǎng)絡卡頓、延遲等現(xiàn)象，由此可知，移動云計算技術(shù)是第五代移動通信的重要技術(shù)，能夠降低5G技術(shù)應用時出現(xiàn)的能源消耗大的問題，具有一定的優(yōu)勢。

3.2 大規(guī)模MIMO技術(shù)

因5G移動通信技術(shù)應用覆蓋面積不足，可通過大規(guī)模MIMO技術(shù)來提高天線增益，進而增加網(wǎng)絡覆蓋面積。MIMO技術(shù)是第五代移動通信的核心技術(shù)，它能夠充分利用空間資源在發(fā)射端和接收端分別對多個天線進行發(fā)射與接收，再將資料信息進行整合，能夠有效提高無線傳輸效率，同時也能夠提升通信質(zhì)量與容量。對于4G移動通信技術(shù)，通常2×2的MIMO技術(shù)就能提高雙倍的容量，而對于5G技術(shù)，因傳輸速度更高且傳播頻譜集中在中高頻，需要更高的頻譜利用率，所以對MIMO技術(shù)的要求更高，需要使用大規(guī)模MIMO技術(shù)，如256×256甚至更高，大規(guī)模MIMO技術(shù)能夠以數(shù)百倍地趨勢提高系統(tǒng)信道容量，由此可知，大規(guī)模MIMO技術(shù)是5G移動通信技術(shù)的重要核心技術(shù)。

4 5G無線通信技術(shù)的應用

5G無線通信技術(shù)的應用，不僅充分滿足了用戶的需求，并且兼容性良好。5G的突出優(yōu)勢是高速性，在智能手機、平板電腦的資源下載中能夠完美體現(xiàn)。此外，5G網(wǎng)絡下的信息存儲，能夠通過高效率的傳輸功能將信息上傳至云空間，有效保障了資料存儲的可靠性與安全性。5G技術(shù)的兼容與4G、3G、2G通信協(xié)議以及WiFi通信技術(shù)一樣，在智能終端操作時可以進行選用。

5 5G移動通信技術(shù)發(fā)展前景

物聯(lián)網(wǎng)?，F(xiàn)階段，我國5G移動通信技術(shù)仍處于研發(fā)試驗階段，但縱觀試驗結(jié)果，可知5G移動通信技術(shù)具有非常好的發(fā)展前景[3]，除了提升傳輸速度與改變通信方式以外，還能夠支持多設備共同使用，滿足人們的使用需求，同時也會影響到社會發(fā)展，實現(xiàn)萬物互聯(lián)，迎來物聯(lián)網(wǎng)時代。物聯(lián)網(wǎng)是指所有具有獨立功能的物體通過互聯(lián)網(wǎng)或電信網(wǎng)等信息承載體來實現(xiàn)互聯(lián)互通，通過物聯(lián)網(wǎng)，可以利用互聯(lián)網(wǎng)來對機器設備、汽車或家庭設備進行控制，能夠廣泛運用于各個行業(yè)，如物流行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)等，促進智能化發(fā)展。4G移動通信技術(shù)的應用無法滿足物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求，因傳輸速度等因素較難實現(xiàn)萬物互聯(lián)，而應用5G移動通信技術(shù)能夠很好地改善這一點，5G技術(shù)專為loT設計大連接場景，NB-1oT、eMTC作為該場景的主要技術(shù)方案，可提供窄帶大連接能力，而物聯(lián)網(wǎng)市場覆蓋面積大，且要求低功耗，5G移動通信技術(shù)能夠很好地滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求，并能夠解決當前技術(shù)存在的問題，如覆蓋面積不夠廣、容量小成本高、功耗高等，5G移動通信技術(shù)具有高效率、大流量、低功耗等優(yōu)勢，能夠滿足萬物互聯(lián)的需求，推進物聯(lián)網(wǎng)時代到來的步伐。

6 結(jié)語

5G技術(shù)之所以能夠快速發(fā)展起來，主要原因在于社會發(fā)展需求，為了推動5G技術(shù)的發(fā)展應用，很多科研人員已經(jīng)對5G技術(shù)做了更加深入的研究，逐漸完善5G技術(shù)，讓5G技術(shù)能夠應用到各個領域之中，拓展5G技術(shù)的應用范圍，讓人們的生活得到很大改善。