5G移動(dòng)通信技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用

張志明

摘 要：5G移動(dòng)通信技術(shù)是4G技術(shù)的升級(jí)和改進(jìn)，大的特點(diǎn)在于傳輸速率高、穩(wěn)定性好，能有效提升數(shù)據(jù)信息的安全性、穩(wěn)定性和及時(shí)性，該項(xiàng)技術(shù)在智慧城市建設(shè)、醫(yī)療、教育、交通等領(lǐng)域的智能化發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，也是未來通信工程領(lǐng)域中最為核心的一項(xiàng)技術(shù)。在現(xiàn)代化生產(chǎn)中可以將5G移動(dòng)通信技術(shù)與各個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)深度融合，推動(dòng)我國行業(yè)生產(chǎn)朝著無人化、智能化、數(shù)字化方向發(fā)展，全面提升現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：5G;移動(dòng)通信技術(shù);通信工程;應(yīng)用

15G移動(dòng)通信技術(shù)的內(nèi)容

1.1MIMO技術(shù)

MIMO技術(shù)是一種需要多個(gè)天線共同進(jìn)行電波接收與發(fā)射的傳輸技術(shù)，是5G移動(dòng)信息技術(shù)的核心技術(shù)之一，也被稱為多輸入、多輸出技術(shù)。該技術(shù)通過數(shù)百天線的共同運(yùn)作實(shí)現(xiàn)波束的定向傳輸，因此可以在高頻電波的應(yīng)用中體現(xiàn)價(jià)值。大型的MIMO技術(shù)運(yùn)用波束成形技術(shù)將信號(hào)加強(qiáng)，不僅可以定向傳送電磁波，還可以降低終端接收信號(hào)的難度。一般情況下，較高的頻率電波環(huán)境更符合5G移動(dòng)通信技術(shù)的使用條件，傳輸損耗與電波頻率之間呈正比例關(guān)系，也就是說，傳輸距離越長，電波頻率越低，消耗會(huì)更少。大型的MIMO技術(shù)可以規(guī)劃電磁波的發(fā)射方向，使電磁波向特定方向發(fā)射作業(yè)，通過補(bǔ)充高頻信號(hào)填補(bǔ)損耗，確保數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性與快捷性。

MIMO技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸中有著重要的作用，但這項(xiàng)技術(shù)同樣存在缺陷，其在發(fā)射電磁波時(shí)很難將數(shù)據(jù)傳至建筑物背面，容易形成數(shù)據(jù)盲區(qū)，衍射難度較大，存在一定困難。要想解決這一弊端，就需要增加基站數(shù)量，或是通過低頻電波進(jìn)行輔助傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行共同傳輸。建設(shè)基站可以有效減少信號(hào)盲區(qū)的產(chǎn)生，低頻電波輔助可以減少電磁波信號(hào)抵達(dá)的難度。5G移動(dòng)通信的目標(biāo)是達(dá)到10 Gb/s的數(shù)據(jù)通信速度，要想達(dá)成這一目標(biāo)就要繼續(xù)研發(fā)新技術(shù)，提高各個(gè)基站的通信能力，并積極研發(fā)與5G技術(shù)匹配的手機(jī)，使數(shù)據(jù)與主機(jī)的頻率更加匹配。

1.2物聯(lián)技術(shù)

當(dāng)今時(shí)代是信息技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代，越來越多的智能設(shè)備可以與智能手機(jī)進(jìn)行匹配連接，從而實(shí)現(xiàn)對智能設(shè)備的遠(yuǎn)程操縱，通過5G移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備遠(yuǎn)程調(diào)控，為設(shè)備與終端的連接提供技術(shù)支持，不僅為人們的日常家居活動(dòng)提供便利，還促進(jìn)了社會(huì)的科技發(fā)展水平。

在4G移動(dòng)通信技術(shù)普及時(shí)，智能家居已經(jīng)可以與智能手機(jī)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，當(dāng)時(shí)的技術(shù)正處于初步發(fā)展階段，因此4G移動(dòng)通信技術(shù)并不支持相對復(fù)雜的數(shù)據(jù)指令。隨著5G移動(dòng)通信技術(shù)的誕生，這些問題正在被逐個(gè)擊破。5G移動(dòng)通信技術(shù)擁有更加廣闊的覆蓋范圍、更強(qiáng)的數(shù)據(jù)信號(hào)、更長的數(shù)據(jù)流量，即使是面對結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能瑣碎的設(shè)備，冗長的數(shù)據(jù)信息指令，5G移動(dòng)通信技術(shù)也可以完成手機(jī)與智能設(shè)備的連接，解決4G移動(dòng)通信技術(shù)遇到的問題，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供了更多的發(fā)展空間。

5G移動(dòng)通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有力支撐，應(yīng)用5G移動(dòng)通信技術(shù)可以擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋規(guī)模，并將其大量運(yùn)用于實(shí)際生活中，從而降低流量消耗，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。5G移動(dòng)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用不僅在于智能家居，更可以在工業(yè)生產(chǎn)、自動(dòng)化設(shè)備領(lǐng)域、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域發(fā)揮顯著作用，5G移動(dòng)通信技術(shù)可以連接關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)，使通信水平得到顯著提高，將通信系統(tǒng)與5G移動(dòng)通信技術(shù)結(jié)合運(yùn)用，可以優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)部連接模式，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。

1.3密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在5G移動(dòng)通信技術(shù)全面發(fā)展的時(shí)代背景下，無線通信網(wǎng)絡(luò)向著多元性、寬帶化、綜合性方向發(fā)展，為了更好地適應(yīng)智能終端普及的應(yīng)用服務(wù)需求，也要建立更加完整的數(shù)據(jù)信息處理模式。依據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢可以推測，未來數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將主要集中在室內(nèi)和熱點(diǎn)地區(qū)，超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就是為了輔助5G移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)1000倍流量需求的關(guān)鍵技術(shù)之一。

首先，密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能建立更加全面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，并且大幅度提升系統(tǒng)的應(yīng)用容量，在建立業(yè)務(wù)分流的基礎(chǔ)上，匹配較為靈活的網(wǎng)絡(luò)部署結(jié)構(gòu)，確保頻率復(fù)用等工作都能順利開展。

其次，5G移動(dòng)通信技術(shù)中應(yīng)用密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也是為了更好地順應(yīng)高頻段大寬帶技術(shù)要求，利用密集網(wǎng)絡(luò)方案，實(shí)現(xiàn)小小區(qū)、扇區(qū)部署處理，保證網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)應(yīng)用控制的合理性。

最后，密集網(wǎng)絡(luò)部署模式也能為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞目茖W(xué)化處理和發(fā)展提供保障，在進(jìn)行實(shí)踐調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，小區(qū)間干擾是造成容量增長受限的重要因素，不僅會(huì)對網(wǎng)絡(luò)能效產(chǎn)生影響，也會(huì)對信息傳遞質(zhì)量和效果形成負(fù)面作用。基于此，使用密集網(wǎng)絡(luò)部署技術(shù)，建立消除干擾、快速發(fā)現(xiàn)以及密集小區(qū)協(xié)作處理機(jī)制具有重要的應(yīng)用價(jià)值，能更好地提升終端的移動(dòng)性能，并且充分挖掘5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展要求，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏。

1.4新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)

在5G移動(dòng)通信技術(shù)體系中，應(yīng)用的是5G NR接入網(wǎng)，主要采取的是網(wǎng)絡(luò)扁平化架構(gòu)模式，能在大量消減系統(tǒng)時(shí)延的同時(shí)，減少建網(wǎng)的成本和后期維護(hù)成本。隨著技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步，將來的5G移動(dòng)通信技術(shù)將進(jìn)一步深化使用C-RAN接入網(wǎng)架構(gòu)，建構(gòu)完整的匹配模式，并且打造多元集中化處理機(jī)制。在C-RAN架構(gòu)體系中，能實(shí)現(xiàn)無線電和實(shí)時(shí)性元計(jì)算的聯(lián)動(dòng)，配合綠色無線接入網(wǎng)應(yīng)用模式，滿足綜合控制的目標(biāo)。并且，能利用低成本高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)，從遠(yuǎn)端天線和集中化中心節(jié)點(diǎn)完成無線信號(hào)的傳輸，并配合任務(wù)共建基站服務(wù)區(qū)域，為無線接入系統(tǒng)的綜合應(yīng)用提供支持。

另外，C-RAN架構(gòu)模式還能配合協(xié)同技術(shù)，減少信息傳遞中的干擾問題，并且減少功耗，為頻譜效率的增長提供保障，便于開展實(shí)時(shí)性動(dòng)態(tài)智能化組網(wǎng)處理工作，為降低成本、優(yōu)化維護(hù)提供支持，并且能最大程度上減少運(yùn)營支出。近幾年，針對C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究還在不斷深入，將挖掘出架構(gòu)體系集中控制功能、基站簇功能、虛擬小區(qū)功能等，從而打造更加多元的技術(shù)應(yīng)用體系，維持技術(shù)控制效果。

2 5G移動(dòng)通信技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用

2.1 5G移動(dòng)通信技術(shù)在通信工程建設(shè)中的應(yīng)用

5G移動(dòng)通信技術(shù)在我國通信工程建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，該項(xiàng)通信技術(shù)自身有著極大的優(yōu)勢，信息傳輸速率快、信息質(zhì)量高，能保證信息數(shù)據(jù)的完整性、及時(shí)性、全面性和準(zhǔn)確性，能夠有效解決4G移動(dòng)通信技術(shù)在通信工程建設(shè)中存在的諸多弊端，可以滿足不同領(lǐng)域的多元化通信需求，提升用戶滿意度，推動(dòng)我國通信工程的持續(xù)、健康、長遠(yuǎn)發(fā)展。結(jié)合目前我國通信工程建設(shè)與發(fā)展的實(shí)際情況來看，采用無線通信技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)耗費(fèi)的物力與人力成本高，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的影響下通信容量、通信速率、通信質(zhì)量會(huì)受到局限性，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信是滿足用戶需求的基本條件，將5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用于通信工程建設(shè)中可以實(shí)現(xiàn)端與端之間的連接，解決數(shù)據(jù)傳輸過程中距離、時(shí)間、空間的問題，與此同時(shí)還能避免中間節(jié)點(diǎn)等諸多因素的影響，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?、?zhǔn)確性、及時(shí)性，有效提高信息傳輸?shù)乃俾屎唾|(zhì)量，降低通信過程中產(chǎn)生的能源、資源損耗，節(jié)省通信工程建設(shè)的成本，促進(jìn)了我國互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，為廣大用戶提供高質(zhì)量、全面性的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

2.2 5G移動(dòng)通信技術(shù)在智能通信中的應(yīng)用

5G移動(dòng)通訊技術(shù)在智能通訊中的應(yīng)用主要包括智能手機(jī)、平板電腦、移動(dòng)接入設(shè)備、穿戴設(shè)備、家庭設(shè)備、私人汽車、公共交通等方面中的應(yīng)用，如圖2所示，該項(xiàng)技術(shù)在智能城市的建設(shè)與發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，可以有效提高城市居民的生活質(zhì)量，豐富人們的生活，使得人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钭兊酶佣嘣?shù)字化、智能化，為人們的出行、通信、交流提供便捷，同時(shí)促進(jìn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的智能化、信息化、數(shù)字化發(fā)展。在智能城市建設(shè)過程中，應(yīng)用5G通信技術(shù)可以對電子顯示牌、交通路燈、城市照明以及其他城市基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施信息化管理，加速智慧城市的建設(shè)和發(fā)展[2]。以5G移動(dòng)通信技術(shù)為基礎(chǔ)可以逐步實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)的目標(biāo)，在智能化系統(tǒng)建設(shè)過程中首先要明確網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，在網(wǎng)絡(luò)全面化建設(shè)與應(yīng)用的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)信息的高效傳輸，為智能城市的發(fā)展提供有力支撐，智慧城市和智能化城市是城市發(fā)展的目標(biāo)，也是未來城市的發(fā)展方向和發(fā)展趨勢。5G移動(dòng)通信技術(shù)在智能通信中的硬要要以網(wǎng)絡(luò)的具體應(yīng)用場景為基礎(chǔ)，結(jié)合而不同的場景構(gòu)建不同網(wǎng)絡(luò)模式、確定物聯(lián)設(shè)備數(shù)量、采用不同的商業(yè)模式，在穿戴設(shè)備、家庭設(shè)備、公共交通、私人汽車等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。

3結(jié)語

對5G通信技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用進(jìn)行研究，可以明確5G通信技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢，該項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用能夠促進(jìn)我國通信工程的創(chuàng)新發(fā)展，提高通信質(zhì)量、加快通信速率，保證信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性、安全性、及時(shí)性，在物聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域的應(yīng)用，使得萬物互聯(lián)成為可能，同時(shí)能促進(jìn)各個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展。

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