5G通信信息技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展探析

儲元舒

摘要：本文分析了5G通信信息技術(shù)中關(guān)鍵技術(shù)的具體應(yīng)用，提出了5G通信信息技術(shù)的發(fā)展趨勢，期望對充分發(fā)揮出5G通信信息技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值有所幫助。

關(guān)鍵詞：5G通信信息技術(shù);大規(guī)模天線陣列技術(shù);M2M技術(shù)

我國5G通信信息技術(shù)走在世界前列，在我國步入5G商用元年之際，必須加大對關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用研究，將大規(guī)模天線陣列技術(shù)、靈活頻譜共享技術(shù)、M2M技術(shù)和D2D技術(shù)等技術(shù)作為5G標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容，進(jìn)一步提升第五代移動網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)在超低時(shí)延、超高速率以及海量連接方面的性能，滿足5G應(yīng)用場景和用戶的使用需求。

一、5G通信信息技術(shù)的應(yīng)用

（一）大規(guī)模天線陣列技術(shù)的應(yīng)用

大規(guī)模天線陣列技術(shù)是5G通信信息技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，該技術(shù)以概率統(tǒng)計(jì)學(xué)原理為基礎(chǔ)，在基站側(cè)天線數(shù)超過用戶天線數(shù)時(shí)，促使信道趨于正交，信號干擾逐步消失，用戶信噪比明顯提升，以保證相同時(shí)頻資源滿足更多用戶同時(shí)使用的需求。大規(guī)模天線陣列技術(shù)可通過部署現(xiàn)有頻段提高系統(tǒng)容量和頻譜利用效率，該技術(shù)熊夠應(yīng)用于室內(nèi)外熱點(diǎn)、高層建筑、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、無線回傳鏈路等應(yīng)用場景，形成廣域覆蓋，進(jìn)一步優(yōu)化異構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)部署的干擾控制策略，保證通信傳輸?shù)目煽啃訹1]。

（二）靈活頻譜共享技術(shù)的應(yīng)用

靈活頻譜共享技術(shù)基于共站址宏站，聚合使用運(yùn)營商現(xiàn)有的基礎(chǔ)載波資源，可滿足5G超高流量和超高速率的需求。運(yùn)營商可應(yīng)用靈活頻譜共享技術(shù)覆蓋熱點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的小站與宏站，實(shí)現(xiàn)多個(gè)運(yùn)營商在同一區(qū)域內(nèi)的頻譜資源共享。從5G通信容量的增益層面進(jìn)行分析，應(yīng)用靈活頻譜共享技術(shù)可使網(wǎng)絡(luò)具備自組網(wǎng)特性，提高基站快速調(diào)整能力，提高共享頻段的資源利用效率。同時(shí)，在應(yīng)用該技術(shù)的同時(shí)，要解決頻譜資源動態(tài)變化問題和多優(yōu)先級網(wǎng)絡(luò)共存問題，并強(qiáng)化對共享資源池的維護(hù)，以及優(yōu)化信道和參考信號設(shè)計(jì)，有效降低頻譜共享產(chǎn)生的信號干擾。

（三）M2M技術(shù)的應(yīng)用

M2M技術(shù)涵蓋短距離通信技術(shù)和廣域覆蓋技術(shù)，如ZigBee、Wifi、GSM、LTE等技術(shù)，通過應(yīng)用M2M技術(shù)可提升5G無線覆蓋率。在具體應(yīng)用中，需優(yōu)化設(shè)計(jì)窄帶技術(shù)方案，結(jié)合運(yùn)用重復(fù)技術(shù)、編碼技術(shù)，提高上行覆蓋頻率，降低終端發(fā)射功率，以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果。同時(shí)，應(yīng)用M2M技術(shù)可增加用戶連接數(shù)量，允許多用戶同時(shí)發(fā)送信息，提升上行連接能力，并且M2M技術(shù)還可簡化信令流程，降低空口數(shù)據(jù)發(fā)送的電池消耗，達(dá)到節(jié)約能源目的。

（四）D2D技術(shù)的應(yīng)用

D2D技術(shù)應(yīng)用車直接通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)車與網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程通信，通信運(yùn)營商可應(yīng)用該技術(shù)提供車一網(wǎng)通信遠(yuǎn)程服務(wù)，保證V2X通信（包括車車通信、車路通信、車人通信）的可靠性，有效降低時(shí)延。在實(shí)際應(yīng)用中，可結(jié)合采用D2D技術(shù)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)VDC方案，滿足分布式通信與中心調(diào)度的通信管理要求，減輕網(wǎng)絡(luò)側(cè)負(fù)載，保證數(shù)據(jù)能夠通過高質(zhì)量的信道傳輸?shù)浇K端設(shè)備。

（五）新型多載波技術(shù)的應(yīng)用

新型多載波技術(shù)是適用于多種業(yè)務(wù)類型、多種應(yīng)用場景的通信技術(shù)，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)出最為合適的波形和參數(shù)，可提供特定通信業(yè)務(wù)服務(wù)。在實(shí)際應(yīng)用中，新型多載波技術(shù)融合應(yīng)用新型調(diào)制編碼技術(shù)、新型多址技術(shù)、大規(guī)模天線陣列技術(shù)，能夠滿足5G通信的多樣化需求。

二、5G通信信息技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）成為信息領(lǐng)域核心技術(shù)

我國正全面推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，加速5G通信信息技術(shù)、5G通信設(shè)備、終端設(shè)備和芯片的發(fā)展，在未來一段時(shí)期內(nèi)，5G通信信息技術(shù)必將成為信息領(lǐng)域的核心技術(shù)，帶動相關(guān)軟硬件產(chǎn)品更新?lián)Q代，提升信息產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。同時(shí)，隨著5G通信信息技術(shù)的快速發(fā)展，還會促進(jìn)通信產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)的融合互動，構(gòu)建起以5G通信產(chǎn)品或服務(wù)為核心的5G生態(tài)體系，形成5G產(chǎn)業(yè)圈，從而驅(qū)動經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。

（二）提升通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營效率

與46相比，5G的整體性能得到全面提升，可以為用戶提供超高速率的上網(wǎng)體驗(yàn)，端到端的傳輸延時(shí)為毫秒級，每平方公里的流量密度能夠達(dá)到幾十Tbps，連接數(shù)密度能夠達(dá)到100萬，移動性可以達(dá)到500km/h，峰值速率約為數(shù)十Gbps[2]。5G的主要性能指標(biāo)為傳輸時(shí)延、連接密度以及用戶體驗(yàn)，它的出現(xiàn)能夠在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營效率，網(wǎng)絡(luò)的部署也將隨之變得更加靈活，成本效益的提升非常顯著。

（三）與其他領(lǐng)域深度融合

5G通信信息技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢體現(xiàn)在大寬帶、低時(shí)延和眾連接三個(gè)方面，可促進(jìn)移動網(wǎng)絡(luò)升級，提高無線傳輸速率，并實(shí)現(xiàn)通信信息技術(shù)與多個(gè)領(lǐng)域深入交互，帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向智能化的方向轉(zhuǎn)型發(fā)展。如，5G通信信息技術(shù)可以為無人駕駛、無人機(jī)、醫(yī)院醫(yī)療等行業(yè)領(lǐng)域提供通信支持;可以為智慧城市、智能政務(wù)、智能交通等領(lǐng)域的智能化建設(shè)提供網(wǎng)絡(luò)終端接入服務(wù);可以為裸眼3D、HRD視頻等領(lǐng)域提供超高容量的寬帶服務(wù)。由此可見，在未來的發(fā)展時(shí)期內(nèi)，5G通信信息技術(shù)將成為產(chǎn)業(yè)賦能、設(shè)備賦能、網(wǎng)絡(luò)融合的技術(shù)支撐者。

（四）捉進(jìn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展

如今的產(chǎn)亞發(fā)展與通信網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)聯(lián)度越來越高，5G匯聚了諸多的信息技術(shù)，如大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算、IT（人工智能）、Iot（物聯(lián)網(wǎng)）以及區(qū)塊鏈等等，由此必將孕育出更多全新的模式及業(yè)態(tài)，也將催生出大量的新興產(chǎn)業(yè)。5G所帶來的除高速傳輸之外，還有便利的數(shù)據(jù)儲存以及精準(zhǔn)的識別與判斷，這些全都成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動能，有助于優(yōu)質(zhì)資源共享目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，對于產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。

三、結(jié)論

綜上所述，在5G通信信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，要進(jìn)一步優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)方案，應(yīng)用5G關(guān)鍵技術(shù)提高通信傳輸?shù)目煽啃裕瑪U(kuò)大5G網(wǎng)絡(luò)廣域覆蓋范圍，發(fā)揮出5G通信信息技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，通信運(yùn)營商要持續(xù)建設(shè)5G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提高通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營效率，促使5G通信信息技術(shù)滲透到其他行業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，推動經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮維.5G通信信息技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019（3）：71-72.

[2]古炎輝.移動通信信息技術(shù)應(yīng)用及其發(fā)展分析[J].通訊世界，2020（3）：108-109.