5G移動通信技術(shù)及未來發(fā)展趨勢的分析

張軍

摘要：作為新型通信技術(shù)，5G通信技術(shù)的出現(xiàn)對移動通信領(lǐng)域產(chǎn)生了極大的影響?；诖?，本研究分別從技術(shù)特征方面、關(guān)鍵技術(shù)方面等，細化闡述5G移動通信技術(shù);并從智能化、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)、新應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)等方面，分析5G技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，以期為5G技術(shù)的推行及其研究提供良好參照。

關(guān)鍵詞：5G移動通信技術(shù);頻譜效率;無線傳輸

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）07-0015-02

0 引言

隨著移動通信技術(shù)的普及，人們對移動通信技術(shù)的依賴性水平逐漸升高。目前，移動通信技術(shù)已經(jīng)滲入人們?nèi)粘Ｉ钪械母黝悎鼍?。在這一背景下，人們對移動通信技術(shù)的要求也隨之升高。5G技術(shù)作為移動通信領(lǐng)域的新技術(shù)，其在傳輸性能、安全性、能耗等方面具備明顯優(yōu)勢。因此，分析該技術(shù)的特征及發(fā)展趨勢具有一定必要性。

1 5G移動通信技術(shù)分析

這里主要從以下幾方面入手，針對5G移動通信技術(shù)進行分析：

1.1 技術(shù)特征方面

移動通信技術(shù)的特征主要包含以下幾種：第一，傳輸性能良好。與4G移動通信網(wǎng)絡(luò)相比，5G技術(shù)的傳輸速度約提升10-100倍左右。5G傳輸下，移動通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率峰值參數(shù)可達到20Gb/s，而端到端的時延則可達到ms級別。此外，5G技術(shù)的容量也較4G技術(shù)出現(xiàn)明顯提升。該技術(shù)在各項傳輸性能等方面的優(yōu)勢，為高質(zhì)量移動通信奠定了良好的基礎(chǔ)。第二，時效性強。5G移動通信技術(shù)的時效性較強[1]。從頻譜接入狀況來看，5G技術(shù)采用全頻譜接入模式，同時將高頻段（范圍：6-100GHz）、低頻段（范圍：<6GHz），納入移動通信網(wǎng)絡(luò)中。在通信過程中，由全頻譜混合組網(wǎng)提供的無縫覆蓋網(wǎng)絡(luò)，可有效提升用戶信息傳輸?shù)臅r效性，進而確保用戶對信息傳輸效率要求的充分滿足。第三，具備節(jié)能優(yōu)勢。相對于其他移動通信技術(shù)而言，5G移動通信技術(shù)具備良好節(jié)能性優(yōu)勢。在通信過程中，該技術(shù)在兼容性等方面的良好性能，為其信息傳輸過程中的能耗控制提供了必要的支持。該技術(shù)的節(jié)能特征，為其在各場景、各通信領(lǐng)域中的普及奠定了良好的基礎(chǔ)[1]。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)方面

作為一種新型技術(shù)，5G技術(shù)的優(yōu)越性能與其關(guān)鍵技術(shù)密不可分。與5G有關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)主要包含：第一，多載波技術(shù)。多載波技術(shù)與5G的容量、傳輸效率等性能指標密切相關(guān)。引入該技術(shù)后，傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中的頻譜效率問題、多徑衰落問題均可得到良好改善。在實踐信息傳輸中，由于多載波技術(shù)核心元件——調(diào)制濾波器的頻率需求參數(shù)明顯高于通信網(wǎng)絡(luò)中的子信道數(shù)量，因此，多濾波技術(shù)的優(yōu)勢可得到良好發(fā)揮。第二，高頻傳輸技術(shù)。第三，多天線傳輸技術(shù)。在通信領(lǐng)域中，信號覆蓋范圍，與信號傳輸可靠性存在一定關(guān)聯(lián)。與4G技術(shù)相比，5G技術(shù)所采取的多天線傳輸技術(shù)，可實現(xiàn)更大范圍的信號覆蓋。在多天線覆蓋背景下，5G信號的完整性、傳輸安全性可得到良好保障。這一關(guān)鍵技術(shù)是決定5G技術(shù)具備優(yōu)越傳輸性能的關(guān)鍵所在。第四，超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。5G采用了超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，即通過縮短網(wǎng)絡(luò)終端、節(jié)點間隔的形式，聯(lián)合多種無線接入形式，全面優(yōu)化傳輸網(wǎng)絡(luò)的功率，并提升信息傳輸頻譜效率參數(shù)，最終實現(xiàn)5G傳輸系統(tǒng)靈活性水平的提升[2]。第五，雙工技術(shù)。該技術(shù)為5G提供的支持作用以優(yōu)化頻譜效率為主。以4G技術(shù)為例，信息傳輸期間，傳輸網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源可能受到技術(shù)本身的限制。而基于全雙工技術(shù)的5G，則可利用良好數(shù)據(jù)挖掘能力、頻譜靈活性優(yōu)勢、同頻率同技術(shù)優(yōu)勢等，顯著提高頻譜效率水平。與4G相比，5G頻率效率約高于前者1倍左右。第六，SDN技術(shù)。除了上述技術(shù)外，SDN技術(shù)也是5G系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)成中的重要關(guān)鍵技術(shù)之一。從該技術(shù)在5G中的應(yīng)用狀況來看，這一關(guān)鍵技術(shù)的作用主要體現(xiàn)為：節(jié)約成本，提高資金利用率。在傳統(tǒng)通信過程中，通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)多經(jīng)硬件這一媒介完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，該通信模式中對硬件的高頻率應(yīng)用，增加了移動通信成本。而基于SDN的5G技術(shù)，則可將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模式變更為由SDN運行轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器模式，由于該通信過程無需配置相關(guān)硬件，因此，5G技術(shù)的成本可得到良好控制。

2 移動通信技術(shù)未來發(fā)展趨勢分析

根據(jù)當(dāng)前5G移動通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，未來可能發(fā)展趨勢為：

2.1 智能化

近年來，伴隨著移動通信技術(shù)的全面推廣，人們對通信效率、質(zhì)量的要求逐漸升高。面對人們提出的高標準要求，如何實現(xiàn)5G技術(shù)的良好應(yīng)用，逐漸成為5G發(fā)展及管理面臨的重點。結(jié)合當(dāng)前5G技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來看，智能化可能成為5G技術(shù)的未來發(fā)展趨勢之一。相對于單純通信而言，以智能化為核心的5G技術(shù)，更加契合人們對信息傳輸可靠性、安全性的要求。隨著5G技術(shù)與智能化技術(shù)融合的不斷深入，5G通信網(wǎng)絡(luò)將變得更加靈活，其傳輸效率、傳輸決策可靠性等指標，也可得到良好改善。

2.2 無線傳輸

除了上述發(fā)展方向外，無線傳輸也可能成為5G技術(shù)的又一主流發(fā)展方向。事實上，相對于有線傳輸而言，無線傳輸更加契合人們對通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)谋憬莼?、人性化需求。?G無線傳輸背景下，該通信技術(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)的連接，可有效改善無線網(wǎng)絡(luò)各維度的傳輸性能。以傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸為例，傳輸過程中，用戶常常會受到傳輸網(wǎng)絡(luò)性能的限制而頻繁面臨網(wǎng)絡(luò)擁堵問題。而將5G引入無線傳輸中后，不僅可有效避免網(wǎng)絡(luò)擁堵問題，還可顯著提升無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能，使其能夠為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的無線傳輸服務(wù)。

2.3 新領(lǐng)域應(yīng)用

隨著5G技術(shù)的不斷普及，其應(yīng)用領(lǐng)域、場景也將變得越來越豐富。除了通信傳輸外，該技術(shù)還可能被應(yīng)用于醫(yī)療、教育等相關(guān)新領(lǐng)域中。例如，2019年初，我國1名外科醫(yī)師在5G技術(shù)引導(dǎo)下完成了一例遠程外科手術(shù)。該醫(yī)師以5G技術(shù)為依托，操控48km外的手術(shù)機器人（機械臂）完成了實驗動物的肝臟切除術(shù)。在該場景中，5G技術(shù)的引入將遠程肝臟切除術(shù)的時延控制在0.1s以內(nèi)。從該手術(shù)效果來看，5G技術(shù)為遠程手術(shù)的開展提供了良好的支持。在未來，隨著5G技術(shù)的不斷完善，其在醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)等新領(lǐng)域中的應(yīng)用可能變得更加普及[2]。

3 結(jié)語

綜上所述，加強5G技術(shù)及其發(fā)展趨勢的分析具有一定現(xiàn)實意義。為了推動5G技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展，可根據(jù)移動通信領(lǐng)域的發(fā)展歷程，深入挖掘5G技術(shù)的特征及性能，探討更多可能的應(yīng)用方向，進而推動5G技術(shù)在各領(lǐng)域的全面應(yīng)用。此外，還應(yīng)結(jié)合5G技術(shù)的應(yīng)用成效，提出可行的技術(shù)改進建議，以促進5G技術(shù)的良好發(fā)展。

參考文獻

[1] 曾慶博，鄧雷.5G移動通信技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用趨勢分析[J].中國新通信，2020，22（4）：38.

[2] 景輝.5G移動通信技術(shù)下傳輸?shù)奈磥戆l(fā)展趨勢探索[J].信息與電腦（理論版），2019，31（22）：150-151.