5G通信的應(yīng)用技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

范昊博

摘要：目前運(yùn)營(yíng)商5G基站在大多數(shù)城市已經(jīng)基本覆蓋，5G通信時(shí)代悄然而至。作為第五代移動(dòng)通信技術(shù)，5G不僅僅意味著有更快的數(shù)據(jù)傳輸速率，而且它也給許多公司及企業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，產(chǎn)生了許多基于5G技術(shù)的科技產(chǎn)品。本文首先對(duì)5G通信技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行介紹，然后探討和研究5G通信的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：5G通信;特點(diǎn);應(yīng)用技術(shù);發(fā)展趨勢(shì)

隨著5G通信技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，我們已經(jīng)從4G時(shí)代進(jìn)入了5G時(shí)代。5G通信技術(shù)是指在4G技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的第五代移動(dòng)通信技術(shù)?！?G” 即為第五代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱，該技術(shù)是前幾代移動(dòng)通信技術(shù)的優(yōu)化和創(chuàng)新，雖然同樣采用蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，但它的各方面性能都有顯著提升。與4G通信技術(shù)相比，5G通信的延時(shí)更低、所用頻率更高、帶寬更大，網(wǎng)絡(luò)速率有了質(zhì)的提升，是移動(dòng)通信發(fā)展的必然趨勢(shì)。目前，三家運(yùn)營(yíng)商在大多數(shù)城市都已經(jīng)部署并建設(shè)了5G基站，實(shí)現(xiàn)了5G的覆蓋，為5G通信及相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用提供了必不可少的條件。另外，5G通信的普及同樣也會(huì)推動(dòng)無線通信技術(shù)的快速發(fā)展。因此了解5G通信技術(shù)的特點(diǎn)、關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)有著重要意義。

一、5G通信技術(shù)的特點(diǎn)

1、提升頻譜及信息資源利用率

由于無線電波本身特性及原有通信技術(shù)的限制，使得高頻段無線電波在我國(guó)原有的通信系統(tǒng)中利用率偏低，很難發(fā)揮其應(yīng)有的作用。5G通信技術(shù)的使用可以解決這一問題，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻段無線電波的深度開發(fā)和利用，使得高頻段無線電波的利用率得到有效提升。另外，5G通信技術(shù)同樣還能夠提升優(yōu)化無線電波傳遞及傳輸速度，通過使用5G通信技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)信息資源利用率也得到提高。相比于信息資源利用率只有50%～60%的4G通信技術(shù)，5G通信技術(shù)可以使信息資源利用率達(dá)到70%～90%。從而可以看出，5G通信技術(shù)可以大大提高整個(gè)通信系統(tǒng)的傳輸速度和傳輸質(zhì)量。

2、系統(tǒng)性能得到提高

5G通信技術(shù)的應(yīng)用，使得在原有的基礎(chǔ)上創(chuàng)建了一個(gè)更加高效的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，5G基站是微基站，相比于4G基站，5G單基站覆蓋范圍小，但在整個(gè)城市中數(shù)量更多，即信號(hào)密度更高，可以解決很大一部分因無線電波穿透等特性造成的信號(hào)差的問題，另外，其信號(hào)強(qiáng)度更加穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸速度更加快速，為音視頻連接及各種網(wǎng)絡(luò)軟件的使用提供了一個(gè)更加穩(wěn)定、可靠的環(huán)境。在5G通信技術(shù)中，可以構(gòu)建多元、多邊以及多面的通信系統(tǒng)，使整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用性也得到極大提升。

3、降低基站運(yùn)營(yíng)成本

在2G、3G、4G基站建設(shè)中，為了保證信號(hào)覆蓋范圍，通常需要使用宏站和較多數(shù)量的微站，每個(gè)基站都使用蓄電池組及低壓配電系統(tǒng)供電保障。當(dāng)然為了保證5G通信，由于5G頻段更高，所以會(huì)需要更多的基站和配電系統(tǒng)，但5G基站更加智能化，采用智能電表技術(shù)，可以在基站數(shù)量增多的情況下使得整體能耗降低，即可以降低基站運(yùn)營(yíng)成本。

二、5G通信的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)

1、多天線技術(shù)

多天線技術(shù)是指由多條天線線路組成的技術(shù)，其組成元器件較為復(fù)雜，主要包括傳輸、接收以及配套等裝置。5G通信使用多天線技術(shù)可以有效消除小區(qū)間干擾、噪聲等，并且能夠解決自身頻段所帶來的干擾，提升頻譜接收效率，降低能耗。另外5G通信采用該技術(shù)可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)布局，改善頻譜利用率和時(shí)間周期等。

2、云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)在5G通信中的應(yīng)用，可以使用戶按照自己的需求，借助手中或身邊的智能終端設(shè)備靈活的接入云服務(wù)商，快速對(duì)資源進(jìn)行獲取或云端存儲(chǔ)。云計(jì)算技術(shù)是5G通信中基礎(chǔ)性技術(shù)，它的應(yīng)用能夠?yàn)檎麄€(gè)5G通信系統(tǒng)提供云計(jì)算服務(wù)，創(chuàng)造一種新型運(yùn)營(yíng)模式，極大限度提升對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算能力和計(jì)算機(jī)利用率，并能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)云資源的存儲(chǔ)和調(diào)用。

3、毫米波通信技術(shù)

毫米波通信技術(shù)就是要實(shí)現(xiàn)光波向低頻段發(fā)展以及微波向高頻段延伸。怎樣能夠有效開發(fā)頻段資源是5G技術(shù)應(yīng)用過程中所遇到的關(guān)鍵性問題。使用毫米波通信技術(shù)，5G通信系統(tǒng)能夠建設(shè)超密集網(wǎng)絡(luò)，這樣使得各個(gè)節(jié)點(diǎn)間傳輸距離縮小，相鄰節(jié)點(diǎn)間信息感知更加快速，有效提升頻譜效率，極大地提升網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸和下載速度，其傳輸速度可達(dá)到10GB/s。

4、D2D技術(shù)

D2D是Device-to-Device的英文縮寫，是5G通信的核心技術(shù)之一，其主要解決用戶終端和基站間所存在的通信問題。D2D技術(shù)可以通過解決移動(dòng)蜂窩數(shù)據(jù)連接問題來提高數(shù)據(jù)在用戶設(shè)備間的傳輸速度，從而使得整個(gè)5G通信網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量得到有效提升。另外，采用D2D技術(shù)不僅耗能小、信號(hào)穩(wěn)定，而且傳輸?shù)木嚯x較長(zhǎng)，安全性高。因此，該技術(shù)在5G通信中有著十分重要的意義和應(yīng)用前景。

三、5G通信的發(fā)展趨勢(shì)

5G通信的發(fā)展趨勢(shì)引起了人們的關(guān)注，物聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛、智能家居等是近幾年來常常提到的詞。其實(shí)，在未來的發(fā)展中，5G通信技術(shù)將會(huì)得到非常廣泛的應(yīng)用，其發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在三方面。首先是安全方面，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全問題越來越突出，如何進(jìn)行更安全的編碼來提高用戶的體驗(yàn)是5G通信技術(shù)重要發(fā)展趨勢(shì)之一;其次是社交方面，5G通信技術(shù)所具備的優(yōu)勢(shì)使其在社交中為用戶提供了良好的體驗(yàn)，如何將5G通信在社交中更深入的開發(fā)，為用戶帶來更好的社交體驗(yàn)也是其發(fā)展趨勢(shì)之一;最后是復(fù)雜環(huán)境通信方面，在使用無線電波傳輸信息的過程中，信息傳輸效率會(huì)受各種復(fù)雜地形和環(huán)境的影響，因此，使用5G通信技術(shù)來解決復(fù)雜環(huán)境問題，提高整個(gè)通信的質(zhì)量同樣是5G通信發(fā)展趨勢(shì)之一。我們常說的物聯(lián)網(wǎng)、智能交互主要是在社交方面的發(fā)展，目前，以5G技術(shù)為支撐，物聯(lián)網(wǎng)在智慧醫(yī)療、交通出行等方面為人們提供了便利，無人駕駛逐漸從理論出現(xiàn)到現(xiàn)實(shí)生活中，智能家居步入人們?nèi)粘Ｉ钪小?/p>

四、結(jié)束語

具有傳輸速度高、傳輸質(zhì)量好、功耗低等優(yōu)勢(shì)的5G通信技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)得到了優(yōu)化升級(jí)，該通信技術(shù)具有非常廣闊的發(fā)展前景。相信隨著5G通信技術(shù)的不斷成熟，人們的生活將會(huì)更加便利、智慧化。

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