5G移動通信技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用研究

*通訊作者：李亮，1981年10月，男，漢，山西平定人，現(xiàn)就職于中移鐵通有限公司邢臺分公司，工程師，本科。研究方向：互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)。

摘? ? 要：在新時期，信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了迅速發(fā)展，并在各行各業(yè)中得到了廣泛運用。為了更好地發(fā)揮此類技術(shù)的作用，加強通信工程建設(shè)至關(guān)重要，而在通信工程建設(shè)中，5G移動通信技術(shù)作為一種新型的高性能通信技術(shù)，已廣泛應(yīng)用在通信工程中，推動了通信水平的顯著提升。筆者主要針對5G移動通信技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用進行分析，希望對相關(guān)工程的建設(shè)與發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：5G移動通信技術(shù);通信工程;應(yīng)用

一、引言

隨著移動數(shù)據(jù)流量的飛速增長，各類新業(yè)務(wù)不斷拓展，以滿足超高業(yè)務(wù)吞吐量的廣泛應(yīng)用需求為目標的5G移動通信技術(shù)成為研究熱點。全雙工通信技術(shù)可兩倍提升頻譜效率。隨著有效自干擾消除技術(shù)的出現(xiàn)，全雙工技術(shù)廣泛應(yīng)用。非正交多址接入技術(shù)允許多個用戶在相同時頻資源傳輸信息，NOMA技術(shù)能簡化接入流程，滿足5G網(wǎng)絡(luò)低時延要求。5G技術(shù)成為通信工程建設(shè)的核心技術(shù)，能提高通信工程傳輸質(zhì)量，為智能化通信提供有力的支撐。由于受多種因素影響，5G技術(shù)在通信工程中應(yīng)用不理想。近年來國內(nèi)科技拓展速度持續(xù)加快，世界發(fā)展邁向情報智能化，5G技術(shù)應(yīng)用有效提高了信息數(shù)據(jù)傳輸速度。

二、5G移動通信技術(shù)概述

5G移動通信技術(shù)指第五代移動通信技術(shù)，是4G移動通信技術(shù)的延伸，在4G的基礎(chǔ)上實現(xiàn)更快速的網(wǎng)絡(luò)傳輸，但又可能顛覆傳統(tǒng)對通信的認識。5G時代的網(wǎng)絡(luò)速度將會實現(xiàn)突飛猛進的增長，且通信質(zhì)量也會在一定程度上得到改進。對標準技術(shù)參數(shù)進行研究可以發(fā)現(xiàn)，5G移動通信標準頻譜處于33～39 GHz，表明中高頻段具有較高的集中性。與以往的移動通信技術(shù)相比，5G通信具有更高的傳輸速度，然而與之相關(guān)的覆蓋成本也相應(yīng)提高。除此之外，結(jié)合5G移動通信傳輸標準可以知道，使用毫米波具有更高的頻率，然而繞射以及衍射卻不夠充分，因此必須引入MIMO以此來提升天線增益，并使網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域擴大。由此可見，5G的問世給人們創(chuàng)造了更多的便捷，使人們獲得了更好的上網(wǎng)體驗，然而相應(yīng)的技術(shù)要求也越來越高，且靈活性以及科技性也相比之前有所改善，必須在確保5G技術(shù)要求得到充分滿足的情況對其進行使用[1]。

三、5G移動通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)及特點

（一）關(guān)鍵技術(shù)

5G移動通信技術(shù)涉及很多關(guān)鍵性術(shù)，如圖1所示。

第一，5G無線關(guān)鍵技術(shù)。在OFDMA和MIMO基礎(chǔ)技術(shù)上，5G支持三大應(yīng)用場景，采用了靈活的全新系統(tǒng)設(shè)計。在頻段方面，與4G支持中低頻不同，考慮到中低頻資源有限，5G同時支持中低頻和高頻頻段，其中中低頻能夠滿足覆蓋和容量需求。為了支持高速率傳輸和更優(yōu)覆蓋，5G采用性能更強的大規(guī)模天線技術(shù)等。為了支持低時延、高可靠，5G采用短幀、快速反饋、多站數(shù)據(jù)重傳技術(shù)。第二，5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)。5G采用全新的服務(wù)化架構(gòu)，支持靈活部署和差異化業(yè)務(wù)場景[2]。5G采用全服務(wù)化設(shè)計，模塊化網(wǎng)絡(luò)功能，支持按需調(diào)用，實現(xiàn)功能重構(gòu);采用服務(wù)化描述，易于實現(xiàn)能力開放，有利于引入IT開發(fā)實力，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)潛力。

（二）特點

第一，利用率高。目前，4G技術(shù)發(fā)展已經(jīng)相對成熟，但是其對各種資源的有效利用率還不超過50%，而利用5G技術(shù)能夠有效提高資源的利用率，并把用戶體驗始終放在首位。第二，5G技術(shù)和傳統(tǒng)移動通信系統(tǒng)存在顯著不同，不再局限于物理層的傳輸，而是把研究重點集中在多用戶、多點和多天線等方面實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共同創(chuàng)建，力求實現(xiàn)系統(tǒng)性能的有效提升。第三，相關(guān)運營商可按照業(yè)務(wù)流量變化和發(fā)展隨時調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)運營成本的有效節(jié)約，避免出現(xiàn)能源浪費情況。

四、5G移動通信技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用

（一）在智能通信領(lǐng)域中的運用

與4G通信技術(shù)相比，5G通信技術(shù)具有更高的智能性，該特征也決定了5G在通信工程中具有更強的適用性，能夠較好地體現(xiàn)5G通信技術(shù)的智能化特征。在通信工程中導(dǎo)入5G通信技術(shù)，可以使網(wǎng)絡(luò)傳輸速度以及質(zhì)量得到有效改善。當前人們對于智能化以及信息化的要求逐漸提高，以這一需求為出發(fā)點，5G通信技術(shù)不僅能夠應(yīng)用于移動端等手機設(shè)備中，還能夠運用在物聯(lián)網(wǎng)中，使物聯(lián)網(wǎng)和人們的生活更好地結(jié)合起來，例如可以運用在路燈、電子顯示牌等公共基礎(chǔ)設(shè)施中，對其進行智能化改造，賦予城市建設(shè)更多的人性化和智能化元素[3]。

除此之外，5G技術(shù)在信息傳輸速度、準確性、穩(wěn)定性方面也擁有很多優(yōu)勢。在通信工程中，智能城市建設(shè)是非常關(guān)鍵的項目，應(yīng)用5G通信技術(shù)有利于實現(xiàn)無人機控制以及汽車智能駕駛等目標，其中涉及的技術(shù)有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)云平臺以及人文資源信息合成技術(shù)等。

（二）在云技術(shù)中的應(yīng)用

目前，云技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了較為廣泛的應(yīng)用，如阿里巴巴、騰訊等企業(yè)已經(jīng)建設(shè)了專門的云平臺。簡單來說云技術(shù)是一種數(shù)據(jù)托管技術(shù)，人們使用移動設(shè)備將信息技術(shù)傳輸?shù)皆破脚_中，在云平臺中進行計算，隨后再反饋到移動設(shè)備中為用戶提供其需要的搜索目標。云計算屬于通信工程中的一部分，通過5G移動通信技術(shù)，能夠有效增加數(shù)據(jù)的流量，使用云平臺的計算與儲存量得以增加。另外5G移動通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度非常快，能夠有效提升云技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸速度，同時提高數(shù)據(jù)的安全性，縮短傳數(shù)據(jù)傳輸與計算的時間。

首先，云技術(shù)的大流量及高速傳播方式，使用戶不再擔心其上傳文件的大小，而且云技術(shù)的內(nèi)存較大，因此不用擔心文件是否滿足儲存要求;其次，在5G移動通信技術(shù)的幫助下，云技術(shù)和云平臺的應(yīng)用更加熟練，通過分析用戶上傳的數(shù)據(jù)，分析用戶的數(shù)據(jù)使用偏好，并為其設(shè)計合理的推送內(nèi)容，為用戶展示更加人性化便捷化的通信服務(wù)項目[4]。

（三）基于5G技術(shù)的高鐵智能化管控系統(tǒng)

在高鐵運行過程中，通過通信系統(tǒng)確保其能夠正常運行，而在高鐵的通信系統(tǒng)內(nèi)使用5G系統(tǒng)，能夠建立智能化管控系統(tǒng)，加強與其他部門之間的合作，做好對通信信息的合理傳輸和控制，從而實現(xiàn)對行車的科學(xué)調(diào)度和指揮，達到集中管理的目的。借助通信技術(shù)，還能夠?qū)β访嬉约傲熊嚑顩r進行實時監(jiān)測，促進高鐵運行性能的提升。因為5G通信具有延時短的優(yōu)點，能夠使列車間以及列車和配套設(shè)施間實現(xiàn)無障礙通信。同時，借助智能管控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)智能化管理，實現(xiàn)列車自動駕駛和自主安全管控，且為高鐵運行自動化調(diào)度、全面監(jiān)測列車狀態(tài)等提供良好的支持，實現(xiàn)高鐵的智能化和安全運行[4]。

（四）5G移動通信技術(shù)在通信工程建設(shè)中的運用

對5G移動試點城市發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析發(fā)現(xiàn)，在將來的通信工程中，通過應(yīng)用5G技術(shù)，不僅可以擴大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積，還能優(yōu)化用戶的使用體驗，提高用戶的滿意度。5G通信技術(shù)采用端與端之間直接連接的方式進行通信，不僅可以確保數(shù)據(jù)在近距離范圍內(nèi)進行傳輸，還能最大程度避免中間節(jié)點對其造成影響，使終端用戶能夠?qū)崟r進行通信，確保通信速度達到較高的水平。傳統(tǒng)通信工程的運營商必須借助網(wǎng)絡(luò)組件以及配置來完成信息工程建設(shè)，在此過程中很容易浪費大量的資源。5G技術(shù)的出現(xiàn)較好地解決了這一類問題，使配置更加自由、結(jié)構(gòu)更加豐富、渠道更加多樣化，構(gòu)成了一個復(fù)合型的通信網(wǎng)絡(luò)群，從而實現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的進一步發(fā)展和創(chuàng)新。

五、結(jié)束語

移動通信技術(shù)飛速發(fā)展的今天，通信技術(shù)的更迭換代周期越來越短。為了減小新的無線通信技術(shù)開發(fā)和篩選過程中的盲目性，使新的技術(shù)能盡快形成標準化并投入應(yīng)用實踐，相應(yīng)的測試和仿真評估技術(shù)的同步更新顯得尤為迫切，將成為將來研究的重點。5G移動通信技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢，在通信工程中發(fā)揮著重要的作用，通過對其在高鐵通信工程中的應(yīng)用進行分析，深入了解此技術(shù)能夠有效提高通信效率，而想要充分發(fā)揮此技術(shù)的作用，還需要對其進行深入研究。

參考文獻：

[1]張軍.5G移動通信技術(shù)及未來發(fā)展趨勢的分析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用， 2020，38（7）：15-16.

[2]譚鑫.5G移動通信技術(shù)在“智慧廣電”網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用及發(fā)展探析[J].中國有線電視， 2020（1）：51-52.

[3]朱順華.試論5G移動通信技術(shù)和軟交換技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用[J].中國新通信， 2020，22（14）：36.

[4]袁楓.5G移動通信在電力通信中的運用與關(guān)鍵技術(shù)探究[J].變壓器， 2020，595（4）：104.