5G移動通信技術(shù)在信息服務(wù)中的應(yīng)用

*通訊作者：戚家元，1983年11月，男，漢族，貴州黃平人，就職于重慶信科設(shè)計有限公司，中級工程師，本科。研究方向：通信工程及信息化。

摘 要：近年來，隨著移動技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)需求量的迅猛增加，催生了5G通信技術(shù)，以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的網(wǎng)絡(luò)信息需求，依靠5G技術(shù)廣鏈接和高速率特點，雖然尚未大面積推廣，但已備受社會的關(guān)注。在現(xiàn)代信息化技術(shù)不斷發(fā)展的今天，5G技術(shù)的推廣運用，為社會發(fā)展、人們生產(chǎn)生活提供了更加便捷、快速的數(shù)據(jù)環(huán)境。本文分析5G無線通信技術(shù)的概念，探討5G技術(shù)在各行業(yè)、各領(lǐng)域的運用。

關(guān)鍵詞：5G無線通信技術(shù);特征;優(yōu)勢;關(guān)鍵技術(shù);未來發(fā)展

一、引言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已逐漸不能適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展需求，這就需要更科學(xué)的管理方法，5G無線通信系統(tǒng)便是更好的選擇。

5G無線通信系統(tǒng)既能使信息迅速傳播，又能對問題進行系統(tǒng)分析。為了使5G無線通信系統(tǒng)更好地為公眾服務(wù)，就需要它的科研隊伍時刻關(guān)注著5G無線通信系統(tǒng)的發(fā)展，不斷地解決5G無線通信系統(tǒng)中所出現(xiàn)的問題。

二、5G網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)涵及特點

5G無線通信網(wǎng)絡(luò)的全稱是第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是一種全新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不同國家對其定義不同，發(fā)展至今，也沒有統(tǒng)一的定義。國際上普遍認為，5G無線通信網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)有4G無線通信網(wǎng)絡(luò)的延伸，其通信速度遠遠大于4G無線通信網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)速可達到4G無線通信網(wǎng)絡(luò)難以企及的10 Gb/s。雖然5G無線通信網(wǎng)絡(luò)依然是全球范圍研究的熱門話題，但就目前5G無線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，在短期內(nèi)還無法實現(xiàn)大面積普及。和4G無線通信網(wǎng)絡(luò)相比，5G無線通信網(wǎng)絡(luò)具有明顯的特點，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（一）具有很高的傳輸速率

5G無線通信網(wǎng)絡(luò)全球范圍內(nèi)近年來才興起第一種高端技術(shù)，通過多年的技術(shù)完善和創(chuàng)新，其傳輸速率越來越高，每秒的傳輸速率達到幾十Gb，這是4G無線通信網(wǎng)絡(luò)難以比擬的[1]。

（二）具有很強的兼容性

5G無線通信網(wǎng)絡(luò)中融入了很多先進的無線技術(shù)和高精尖技術(shù)，是一種綜合性非常強的新興技術(shù)?？杉嫒莺芏嗉夹g(shù)和設(shè)備，這也是很多專家和學(xué)者非?？春?G無線通信網(wǎng)絡(luò)，并全身心地投入到5G無線通信網(wǎng)絡(luò)研發(fā)中的關(guān)鍵。

（三）具有更低的功耗比

在應(yīng)用5G無線通信網(wǎng)絡(luò)時，需要多個小任務(wù)的共同支持，其中電子郵件程序就是重中之重，為全面提升電子郵件更新的及時性，會向服務(wù)器持續(xù)不斷的發(fā)送請求，而且可對運行中浪費的電量進行自動審核，阻止那些無應(yīng)用程序繼續(xù)運行，從而降低電量的損耗速度，延長電池的使用壽命。

三、5G無線通信技術(shù)的運用分析

（一）5G技術(shù)和云計算的協(xié)同發(fā)展

5G技術(shù)的快速發(fā)展，與其他技術(shù)進步無法分離，尤其是互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)。在信息時代，各類先進技術(shù)的有效運用，提升了信息共享安全性。處于這種背景下，云計算技術(shù)獲得了更好更快的發(fā)展。在云計算中，所使用終端與移動設(shè)備的數(shù)據(jù)交換過程中，經(jīng)常發(fā)生網(wǎng)絡(luò)延時問題，無法確保網(wǎng)絡(luò)信息及時傳遞;5G技術(shù)的運用，實現(xiàn)了低延時和高速率，能夠快速處理數(shù)據(jù)信息，減少延時率，為云計算終端、移動設(shè)備提供了重要保障，提升了信息共享力度。在云計算發(fā)展進程中，依托5G技術(shù)的優(yōu)勢，可促進云計算架構(gòu)和服務(wù)質(zhì)量的有效提升。此外，通過云計算的轉(zhuǎn)型升級，可為5G技術(shù)的智能化發(fā)展奠定了設(shè)施基礎(chǔ)和服務(wù)效能[2]。

（二）5G技術(shù)和光場技術(shù)的有機融合

在光場相機運用中，主要依靠光場技術(shù)，通過先照再對角模式實現(xiàn)成像。照相時，使用者只需考慮照片構(gòu)圖和藝術(shù)美感，無需考慮對焦。在拍攝時，需記錄拍攝范圍的所有光學(xué)信息，所以拍攝照片的儲存空間需求較大，對儲存空間、數(shù)據(jù)傳輸有著更高要求。通過5G技術(shù)的運用，可依托大容量、高速率優(yōu)點，滿足數(shù)據(jù)傳輸和儲存的要求。同時，通過5G技術(shù)的支持，光場技術(shù)呈現(xiàn)廣闊的發(fā)展前景。

（三）推動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，需依靠傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)，通過普通物理對象，建立互通、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。然而，現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)流通通訊呈現(xiàn)小數(shù)據(jù)和低耗能特點，不能有效實現(xiàn)萬物互聯(lián)。使用5G技術(shù)，可依托其廣鏈接和高速率優(yōu)點，推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，使其能夠在醫(yī)療和交通等領(lǐng)域，逐漸擴大應(yīng)用規(guī)模[3]。

四、5G無線通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)與未來發(fā)展分析

（一）高頻傳輸通信技術(shù)

5G無線通信技術(shù)的研究與發(fā)展中，高頻段傳輸技術(shù)不僅是其關(guān)鍵技術(shù)之一，也是其重要的發(fā)展方向。當(dāng)前，隨著對5G無線通信技術(shù)研究開展的不斷深入，已經(jīng)有企業(yè)針對5G無線通信技術(shù)進行高頻段（28 GHz～37 GHz）傳輸技術(shù)測試和研究，且取得了較為顯著的研究成果。值得注意的是，高頻傳輸通信技術(shù)在5G無線通信技術(shù)研究中的應(yīng)用實現(xiàn)，在實現(xiàn)無線通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸信息傳遞效率等問題解決上，具有十分重要的作用和影響。

在高頻傳輸通信技術(shù)的研究和應(yīng)用中，仍然存在有較多的問題和不足。其中包括高頻段信號傳輸中容易受空氣吸收損耗的影響以及信號頻段的設(shè)置過高等問題，同時導(dǎo)致無線通信中的電磁波路徑損耗明顯提升，引起數(shù)據(jù)傳輸中的不穩(wěn)定情況發(fā)生[4]。

（二）毫米波高頻段通信技術(shù)

最有效的解決通信難題的方法是毫米波高頻通信技術(shù)，它主要是利用信息技術(shù)進行反饋，再針對反饋來的問題采取一系列的解決措施，這樣就可以解決在通信中遇到的所有問題，使通信更受人們的歡迎，更好地服務(wù)于大眾。采用毫米波高頻通信技術(shù)檢測到的信息，可以提高檢測速度和精度，避免人工檢測誤差，提高工作效率[1]。

此外，毫米波高頻段通信技術(shù)能夠在短時間內(nèi)分析出通信工程中存在的問題。而且還能夠在短時間內(nèi)進行多次檢測，這是其他通信技術(shù)所不具備的。毫米波高頻段通信技術(shù)的便利之處在于，在通信工程中出現(xiàn)問題時，可以從多個角度進行重復(fù)檢測和綜合分析，及時發(fā)現(xiàn)問題并予以糾正。這不僅是解決通信工程中出現(xiàn)問題的辦法，這也是解決5G網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)問題的一種辦法。

（三）全雙工技術(shù)

全雙工技術(shù)也是5G無線通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一，指的是通信允許數(shù)據(jù)能夠在兩個方向上同時傳輸，可看成是兩個單工通信方式的有效結(jié)合，可同時進行信號上雙向傳輸。比如A向B傳輸?shù)耐瑫r，B也向A傳輸，是一種瞬時同步的四線制數(shù)據(jù)傳輸方式，具有同頻、同時、雙向傳輸?shù)奶攸c。將此項技術(shù)應(yīng)用到5G無線通信網(wǎng)絡(luò)中，可大幅度提升5G無線通信網(wǎng)絡(luò)頻譜的利用率。同時豐富5G無線通信網(wǎng)絡(luò)中的頻譜資源。

但由于全雙工技術(shù)是一種比較先進的技術(shù)，就目前發(fā)展現(xiàn)狀而言，其應(yīng)用還不夠理想，依然存在一些問題亟待解決。比如在應(yīng)用全雙工技術(shù)時，信號的接收和發(fā)送存在較大的差異;容易受到自然界干擾的影響。為避免發(fā)生這兩個問題，提升5G無線通信網(wǎng)絡(luò)運行的穩(wěn)定性，可采用全雙工技術(shù)、MIMO技術(shù)和其他組網(wǎng)技術(shù)聯(lián)合使用的方法，這三種技術(shù)相互融合，才能彌補缺點，充分發(fā)揮出全雙工技術(shù)的優(yōu)勢和作用[2]。

（四）D2D技術(shù)

D2D技術(shù)作為5G無線通信技術(shù)中的一項關(guān)鍵技術(shù)，它能夠?qū)?G無線通信網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備和設(shè)備之間的直接通信進行有效支持，并在設(shè)備交互與數(shù)據(jù)通信傳輸中克服傳統(tǒng)無線通信對信息基站和中繼站的依賴，最終實現(xiàn)無線設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的接入范圍擴展和連接方式優(yōu)化提升，并有效降低無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)建設(shè)成本，促進其數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)恼w效益提升。其中，傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與數(shù)據(jù)通信傳輸中，是以基站作為中心對數(shù)據(jù)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的信號覆蓋進行支持，具體應(yīng)用中通過中繼站對基站傳輸信號的接收來滿足其數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)男枨骩3]。

上述傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與數(shù)據(jù)連接方式中，對基站與中繼站的位置在無線通信網(wǎng)絡(luò)中屬于固定位置情況，同時會導(dǎo)致其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在較大的局限和不利影響，并且進行基站建設(shè)中投入的資金情況，對建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍有著重要的制約作用。

因此，對D2D技術(shù)及其在5G無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用進行研究，以實現(xiàn)5G通信技術(shù)支持下的無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和數(shù)據(jù)通信傳輸支持，能夠有效滿足人們不斷增長數(shù)據(jù)通信與傳輸需求，具有十分積極的作用和意義。如下圖1所示的5G直播視頻采集終端的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中就采用了D2D技術(shù)。

五、結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的不斷提升，對新時期的通信技術(shù)也提出了更高的要求。其中，5G技術(shù)作為一種先進的通信技術(shù)，在無線通信領(lǐng)域應(yīng)用，對無線通信技術(shù)的不斷研究和發(fā)展有著非常積極的作用和影響。因此，對5G無線通信技術(shù)及其未來發(fā)展研究，以促進5G技術(shù)在無線通信領(lǐng)域的進一步應(yīng)用和發(fā)展，具有十分突出的重要作用和意義。

參考文獻：

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[2]張榮濤.蜂窩結(jié)構(gòu)和5G無線通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].信息通信， 2020，206（2）：218-219.

[3]邱新平.面向5G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)探討[J].中外企業(yè)家， 2020，671（09）：149-149.

[4]朱明.蜂窩結(jié)構(gòu)與5G無線通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)探討[J].數(shù)字通信世界， 2019，000（002）：45，47.