物聯(lián)網(wǎng)時代中5G移動通信技術(shù)的分析

吳成飛 程子軒

摘 要：隨著經(jīng)濟與社會的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的日新月異，5G移動通信技術(shù)已逐漸走進千家萬戶，而每一次新技術(shù)的出現(xiàn)總會給人們的日常生活帶來了翻天覆地的變化。在這樣的情景之下，傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)早已不能滿足人們的實際需求了，5G移動通信技術(shù)應(yīng)運而生。基于此，文章著重探討物聯(lián)網(wǎng)時代中5G移動通信技術(shù)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);5G移動通信技術(shù);分析

0 引言

5G移動通信技術(shù)是繼2G，3G，4G移動通信技術(shù)之后，從3GPP延伸和發(fā)展起來的R15，它與4G移動通信相比，5G移動通信技術(shù)不僅可以加快數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群托?，還具有超高可靠性、安全性等的顯著性特征，可以更好地彰顯自身的優(yōu)勢和作用，是移動通信技術(shù)未來發(fā)展的必然趨勢和主要方向。

1 5G移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程

5G移動通信技術(shù)自出現(xiàn)以來就受到了社會各界人士的高度重視和廣泛關(guān)注，就技術(shù)本身而言它是在2G，3G，4G通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。時下，5G移動通信技術(shù)的傳輸速度已經(jīng)達(dá)到了1 Gbp，比4G移動通信技術(shù)的傳輸速度提高了100倍及以上。由于5G移動通信技術(shù)自身所具備的短信、上網(wǎng)、超高畫質(zhì)、3D影片眾多優(yōu)勢，自面世以來就迅速地成了各個國家地區(qū)研究的重點內(nèi)容。2013年，為了加快5G移動通信技術(shù)的研發(fā)進程，國家政府部門為5G移動通信撥付?？? 000萬元，同年5月韓國三星公司成功研發(fā)出5G移動通信核心技術(shù)。就我國而言，華為公司和中國移動公司也對5G移動通信技術(shù)的研發(fā)十分重視，經(jīng)過不斷的探索和實踐，華為5G移動通信技術(shù)的研發(fā)已取得了突破性的進展。

2 5G移動通信技術(shù)的特點分析

2.1 效率高

5G移動通信技術(shù)將用戶地體驗作為了研發(fā)的重點內(nèi)容，它的接收率要比4G移動通信技術(shù)高出很多倍，且5G移動通信技術(shù)的信號傳輸能力也變得更加廣泛，它能夠輕松應(yīng)對外部的復(fù)雜環(huán)境。因此，5G移動通信技術(shù)大大提高了網(wǎng)絡(luò)的使用效率，進而也更好地推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷向前發(fā)展，不僅拓寬了發(fā)展業(yè)務(wù)，其運營方式也得到了根本性的轉(zhuǎn)變。

2.2 擴展性高

5G移動通信技術(shù)為用戶帶來了全新的體驗。相關(guān)研究表明：5G移動通信技術(shù)的覆蓋范圍是4G移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的10倍及以上，不論是信號還是傳輸速度都得到了進一步的提高與增強，進而為用戶帶來了更多的便利。因此，5G移動通信技術(shù)的擴展性得到了大大地提高，在5G通信技術(shù)的支持下，必將會更進一步地推進人類文明的發(fā)展與進步[1]。

2.3 可靠性強

隨著5G移動通信技術(shù)的應(yīng)運而生，其可靠性也得到了進一步的增強，滿足了不同用戶地體驗需求。在此，有效地解決了4G移動通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)卡頓與時延等地問題，與過去的移動通信技術(shù)相比來說，其容量更大，傳輸性能更好。

3 5G 移動通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1 同頻全雙工技術(shù)

5G移動通信時代的到來，可以在其中引入同頻全雙工技術(shù)，其根本目的是提升頻譜率。時下，5G移動通信技術(shù)中資源使用率不達(dá)標(biāo)是亟待解決的問題之一，而同頻全雙工技術(shù)可以在一定程度上有效改善這類問題。而在過去，由于受到4G移動通信技術(shù)頻譜資源的消極影響，導(dǎo)致5G移動通信技術(shù)可以更加凸顯出多樣化及靈活性等的特點。同時，在5G移動通信技術(shù)中引入同頻全雙工技術(shù)之后，有效地解決了用戶與用戶之間相互干擾的問題，彌補了TDD，F(xiàn)DD等技術(shù)的諸多不足之處。從理論角度來看，將同頻全雙工技術(shù)融入5G通信技術(shù)，還可以不斷提高頻譜資源的利用效率和傳輸速度。但需要注意的是：不論任何技術(shù)的出現(xiàn)，有優(yōu)點也有缺點，同頻全雙工技術(shù)的局限性猶存，特別是在多天線使用的情況下，同頻全雙工技術(shù)依然有很多限制性的因素，這也是其不能進行大范圍推廣和延展的重要因素之一。

3.2 自抵消手段

5G移動通信技術(shù)中的自抵消手段，主要是通過消除的方式，在射頻電路中生成與同頻全雙工技術(shù)相反的信號，以此達(dá)到消除自干擾信號的目的。但我們?nèi)孕枰鞔_的是，自抵消手段的核心是消除模式，主要借助ADC來接收和篩選同頻全雙工技術(shù)中的信號。在此基礎(chǔ)上通過數(shù)字域中的消除算法，對相同的信號完成抵消操作。抑或者也可以通過模擬域自干擾消除手段，在結(jié)合同頻全雙工技術(shù)共同實現(xiàn)自干擾信號的消除。在自抵消手段與模擬域自干擾消除技術(shù)進行對比之后我們還可以發(fā)現(xiàn)：模擬域自干擾消除技術(shù)中的靈活性特點十分突出，可以結(jié)合實際情況實現(xiàn)自干擾信號消除的操作?？偟膩碚f，不論是同頻全雙工技術(shù)還是自抵消手段，都可以實現(xiàn)模擬域自干擾消除。但仍需要注意的是，模擬域自干擾消除技同樣存在著一定的局限性，當(dāng)其遇到發(fā)射與自干擾通道在內(nèi)的諸多客觀因素影響時，模擬域自干擾消除技術(shù)的效率就會大打折扣[2]。

3.3 MIMO 技術(shù)

眾所周知，多天線可以在某種程度上大大地提升傳輸?shù)目煽啃耘c安全性，這就會使得無線系統(tǒng)中的頻譜率得到更進一步地的強化與提升，使得數(shù)據(jù)數(shù)量在較多天線的情況下得到高效利用。同時，不斷提高天線的發(fā)射效率和接受程度，還可以使得MIMO 技術(shù)中的信息路徑與實力容量得到全面的提升。倘若要不斷地拓寬信息通道的整體容量，同時還應(yīng)當(dāng)增加天線的數(shù)量，并結(jié)合實際情況進行合理的天線配置，進而實現(xiàn)綜合化的服務(wù)。因此，在天線的配置模式上，還應(yīng)當(dāng)以大規(guī)模的和集中式的MIMO 技術(shù)為主。與此同時，MIMO 技術(shù)中其他的優(yōu)勢和作用也在日趨凸顯中，最常見的就是可以有效提升空間的分辨率，在給用戶帶來更好的體驗效果的同時，在短時間內(nèi)還可以形成集中坡束，有效抵制過大的波寬對MIMO 技術(shù)造成的影響。而通常情況下，MIMO 技術(shù)具有很高的工作效率，當(dāng)其實現(xiàn)了大規(guī)模的運作之后，無線規(guī)模也會隨著擴大，MIMO 技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比更進一步。

3.4 D2D通信技術(shù)

D2D通信技術(shù)主要是以基站為主要傳輸中心，以此達(dá)成全面覆蓋傳輸?shù)哪康模窃谶@一過程中不能對基站進行隨意的移動或者變更中繼站，這樣不僅會造成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的靈活性下降且局限性還會十分明顯。雖然說，5G移動通信技術(shù)數(shù)據(jù)流量會越來越大，隨之用戶面積也會變得更加廣泛。但是，D2D通信技術(shù)還可以在沒有基站中轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)不同通信設(shè)施之間得相互通信，不斷擴寬網(wǎng)絡(luò)連接模式和接入模式。除此之外，設(shè)備與設(shè)備之間的D2D通信技術(shù)，以間距短的通信模式實現(xiàn)信道質(zhì)量和運行效率的達(dá)標(biāo)，進而從真正意義上實現(xiàn)高效率頻譜資源的利用[3]。

3.5 密集網(wǎng)技術(shù)

5G移動通信技術(shù)會迅速提升數(shù)據(jù)流量的運行效率，其速度也是4G移動通信技術(shù)的上千百倍及以上，這也是5G移動通信技術(shù)發(fā)展的根本目的。但是，要想實現(xiàn)這個目標(biāo)，還應(yīng)當(dāng)通過與多方技術(shù)的強強聯(lián)合。唯有如此，密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的效果才會更強，應(yīng)運才會更加廣泛。

4 物聯(lián)網(wǎng)時代下5G移動通信技術(shù)的趨勢

當(dāng)下，我們正處于第四次產(chǎn)業(yè)革命變革中的重要時期，其核心和基礎(chǔ)依然是圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而展開的。所以，5G移動通信技術(shù)更需要在此基礎(chǔ)上推進和不斷發(fā)展，5G移動通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時代將會成為可能。而當(dāng)前形勢下，人們比較關(guān)注的仍是速率、容量以及時延這3方面的內(nèi)容，而5G移動通信技術(shù)的出現(xiàn)可以將移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接入到一個更高的平臺上，其自身具備的大容量可有效緩解時延的問題。5G移動通信技術(shù)可以在高密度的狀態(tài)下進行工作，并支持不同設(shè)備之間的可靠性連接。對5G移動通信技術(shù)進行深入地研究將會比4G移動通信技術(shù)更加的規(guī)范與可靠，可以實現(xiàn)大規(guī)模的機器通信，有效降低延遲，減少對電池的損害。同時，5G移動通信技術(shù)的覆蓋范圍十分廣泛，擁有比自主網(wǎng)絡(luò)更加靈活和實用等的顯著性的特征，基本可以滿足人們?nèi)粘Ｉ睢W(xué)習(xí)和工作中對數(shù)據(jù)的需求。

目前，5G移動通信技術(shù)正在向著終端整合和多元化的方向發(fā)展，可以取代眼鏡、手表以及穿戴設(shè)備中的全部功能，成了各行業(yè)領(lǐng)域中更加便利的設(shè)備。但是，5G移動通信技術(shù)的發(fā)展還需要以輔助性的條件為支撐，即建構(gòu)完善的網(wǎng)絡(luò)體系，這樣不同的設(shè)備之間就可以形成高度融合的模式。而在過去，4G移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢不夠具體和強大，網(wǎng)絡(luò)安全機制仍需進一步地的完善，而5G移動通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的深度融合，可以更好地彰顯出5G移動通信技術(shù)中的優(yōu)勢，使其服務(wù)功能、服務(wù)效率更加廣泛。隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，還需構(gòu)建與完善獨立的網(wǎng)絡(luò)機制，利用功能性的功能構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進而實現(xiàn)快速傳輸?shù)哪康摹?/p>

5 結(jié)語

綜上所述，在經(jīng)濟與社會不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)日新月異的大背景下，5G移動通信技術(shù)必將會走嶄新的舞臺，更好地為國家、社會和人民而服務(wù)。盡管現(xiàn)在5G移動通信技術(shù)的研究已經(jīng)取得了理想的成績，但其中仍然存在著很多亟待解決的問題。因此，作為移動通信技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)不斷提升自身的專業(yè)技術(shù)水平，結(jié)合5G通信技術(shù)的研究現(xiàn)狀，全面促進5G移動通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展。

[參考文獻]

[1]宋丹，邢金強，邵哲，等.5G 高功率終端產(chǎn)業(yè)需求及射頻解決方案研究[J].移動通信，2017（21）：88-96.

[2]計敏翔.基于物聯(lián)網(wǎng)時代的5G 通信技術(shù)分析[J].計算機產(chǎn)品與流通，2020（4）：60-62.

[3]程曉巖，叢鵬，包維雄.5G 移動通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時代[J].通信電源技術(shù)，2020（6）：168-169.

（編輯 姚 鑫）