5G移動通信技術(shù)的應用與發(fā)展分析

那家峰

沈陽電信工程局(有限公司) 遼寧 沈陽 110027

引言:隨著移動終端的普及,人們對通信技術(shù)逐漸變得更加依賴。無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的激增,網(wǎng)絡(luò)速度及穩(wěn)定性的需求,節(jié)能環(huán)保的要求,也推動移動通信技術(shù)更快的革新。在當前背景下,移動通信技術(shù)因為人們需求的提升也需要不斷發(fā)展。5G技術(shù)就是移動通信領(lǐng)域的新技術(shù),其在傳輸,安全,能耗等方面均具有明顯優(yōu)勢。因此它的應用也能夠更快的出現(xiàn)在我們生活中的各類場景。

一、5G移動通信技術(shù)的發(fā)展形勢

移動通信技術(shù)更新迭代,當前主流的5G移動通信技術(shù)將會不斷發(fā)揮巨大的作用,影響范圍也會越來越廣。在信息資源的使用程度和信息的傳遞速度上,5G相比4G都更具有優(yōu)勢。5G移動通信技術(shù)不僅僅縮短了傳送時延、增強了無線信號覆蓋能力,也在客戶體驗和能級等層面上有顯著提高。5G移動通信技術(shù)對設(shè)備的更新改進也極其重視,引入了大流量傳感系統(tǒng),讓技術(shù)應用更加靈活和智能。隨著5G技術(shù)應用的日趨深入,移動網(wǎng)絡(luò)流量提升千倍的目標也將不會久遠。

二、5G移動通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)分析

(1)高頻段傳輸:相比之前幾代通信技術(shù),5G移動通信技術(shù)可以應用更多的頻段,新增了技術(shù)十分成熟的高頻段。以往各代移動通信的工作頻段主要分布在3GHZ以下的低頻段,這造成頻譜資源極其擁擠,而高頻段可用的資源確十分豐富,可以實現(xiàn)極高速的短距離通信,可以滿足5G容量和傳輸速率等方面的需求。高頻段5G移動通信的主要優(yōu)點就是可用帶寬充足、天線和設(shè)備小型化、天線高增益,這些使得5G技術(shù)的傳輸速度可能達到4G的百倍。

(2)新型多天線傳輸:多天線技術(shù)也是經(jīng)歷了多次技術(shù)革新,從無緣到有源、從二維到三維、從高階MIMO到大規(guī)模陣列的發(fā)展,每一次新技術(shù)的應用都是在保證了系統(tǒng)傳輸可靠性的同時,大大提高了整個系統(tǒng)頻譜資源的利用效率。

(3)同時同頻全雙工:通信雙工節(jié)點自身發(fā)射機信號的干擾可以被消除,通信的收發(fā)雙方在相同的頻譜上也可同時發(fā)射和接收信號,有可能使空口頻率提高近一倍,加強了移動通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和靈活性。

(4)設(shè)備間直接通信(D2D):無需借助基站即可實現(xiàn)端到端的直接通信,開拓網(wǎng)絡(luò)連接和接入方式。D2D技術(shù)下數(shù)據(jù)速率更高、時延更小、功耗更低;通過廣泛分布終端,可以高效利用頻譜資源,改善覆蓋。對靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和連接方法都能有效適應,并使鏈路的靈活性和網(wǎng)絡(luò)的可靠性得到提升。

(5)密集型網(wǎng)絡(luò):通過把網(wǎng)絡(luò)密集化來滿足室內(nèi)和室外的數(shù)據(jù)傳輸需求,是5G實現(xiàn)“數(shù)據(jù)流量為4G的千倍”這一目標的技術(shù)之一。超密集網(wǎng)絡(luò)能夠有效改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋率,在大幅提升系統(tǒng)容量的同時對業(yè)務進行分流,使網(wǎng)絡(luò)部署更加靈活。

(6)新型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架:實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架低成本、低時延、高效率、扁平化、易維護,未來5G有可能采用會C-RAN接入網(wǎng)構(gòu)架或云構(gòu)架。

三、5G移動通信技術(shù)的應用及發(fā)展趨勢

(1)萬物互聯(lián):物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)、智慧物流、智能家居、智能交通、智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市等各行各業(yè)都起著關(guān)鍵的作用,而5G所帶來的流量和速度為“萬物互聯(lián)”提供了條件。各行各業(yè)的廣泛應用也是5G移動通信的主要驅(qū)動力,同時5G技術(shù)也成為物聯(lián)網(wǎng)的標配,在與各行業(yè)進行深度融合的同時,全面實現(xiàn)萬物互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)的主要應用場景有:涵蓋倉儲管理、運輸監(jiān)測和智能快遞柜的智慧物流;涉及智能公交車、共享單車、汽車聯(lián)網(wǎng)、智慧停車以及智能紅綠燈的智慧交通;應用于門禁、報警和監(jiān)控的智能安防;應用于水、電、燃氣等表計以及路燈的遠程控制的智慧能源;應用場景為醫(yī)療可穿戴和數(shù)字化醫(yī)院的智能醫(yī)療;體現(xiàn)在用電照明、消防監(jiān)測以及樓宇控制的智慧建筑;主要實現(xiàn)工廠的數(shù)字化和智能化改造的智能制造;從單品連接、物物聯(lián)動至平臺集成逐步過渡的智能家居;應用于自動售貨機和無人便利店的智能零售;應用于農(nóng)業(yè)可視化診斷、遠程控制以及災害預警的智慧農(nóng)業(yè)?？梢哉f,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)滲透到我們的日常生活中了,并且變得越來越密不可分,而5G就是支撐物聯(lián)網(wǎng)需求的基礎(chǔ),5G和物聯(lián)網(wǎng)也相互促進對方快速發(fā)展。

(2)云端生活:在當前智能化,信息化的時代對信息高速傳輸和實時分享也提出了更高的要求,因此云技術(shù)得到了廣泛的運用。云技術(shù)擴展了信息的存儲數(shù)量,而且為信息的穩(wěn)定性和安全性做出了強勁的保障。5G移動通信技術(shù)帶來的數(shù)據(jù)流量的增加與傳輸速度的提升能夠給予云技術(shù)應用更多的安全保障。在5G通信技術(shù)的支持下云端網(wǎng)盤將會逐漸取代硬盤,在生產(chǎn)、生活、科技、娛樂等諸多方面得到廣泛應用,能夠讓人們享受更多人性化、便捷化的云服務。

(3)智能交互:對于要求時間精準、網(wǎng)絡(luò)超快的技術(shù)應用,例如虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、無人駕駛汽車、遠程醫(yī)療等,在5G低時延的情況下成為可能。通過無線網(wǎng)絡(luò)將渲染好的視頻放在VR眼鏡中進行顯示,虛擬現(xiàn)實體驗者可獲得長時間的高質(zhì)量觀影體驗;位置感知、無線網(wǎng)絡(luò)下的高精度定位、軌跡預存并考慮移動性管理與優(yōu)化等感知業(yè)務的實現(xiàn),令家居智能化、行車智能化、手術(shù)遠程控制等都將成為現(xiàn)實。5G通信網(wǎng)絡(luò)為大數(shù)據(jù)挖掘分析、人工智能、機器學習等技術(shù)提供了便利,同時這些技術(shù)使無線網(wǎng)絡(luò)更加智能。

結(jié)束語

為了推動5G技術(shù)的應用和發(fā)展,我們要充分利用5G移動通信技術(shù)高速率、低時延、大容量的特征,與云計算、人工智能等新技術(shù)相結(jié)合,為用戶提供更多智能化的業(yè)務體驗,建立更健全的以人為本的信息生態(tài)系統(tǒng)。同時我們還要繼續(xù)探討更多可能的應用方向,進而推動5G技術(shù)在各領(lǐng)域的全面應用。