5G移動通信技術(shù)在通信工程中的運(yùn)用思路

黃海平

（中貝通信集團(tuán)股份有限公司 湖北 武漢 430024）

0 引言

近年來，在互聯(lián)網(wǎng)的推動下，人類逐漸步入信息智能化時代，人們在信息質(zhì)量和獲取速度方面要求越來越高，通信技術(shù)的革新是社會進(jìn)程的必然產(chǎn)物。在此背景下，5G移動通信可以有效解決通信工程建設(shè)中的瓶頸問題，并促進(jìn)信息傳輸質(zhì)量和速度的穩(wěn)步提升?；诖?，將5G 技術(shù)與通信工程相融合是時代發(fā)展的需求，可以為不同行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新奠定堅實(shí)的技術(shù)支撐。

1 5G通信的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 提高網(wǎng)絡(luò)容量，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級

優(yōu)化5G 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不僅使網(wǎng)絡(luò)傳輸速度提升，還能降低成本。5G 促進(jìn)移動網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高效應(yīng)用，其核心技術(shù)包括信號傳輸、云計算等，在信息傳輸方面，5G 通信的速度是4G 的一百倍，主要是基于多載波的技術(shù)支撐。與傳統(tǒng)串行傳輸形式相比，多載波是通過多個載波來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的高速傳輸，借助并行傳輸手段，把串行信息流轉(zhuǎn)換為高速并行，將其轉(zhuǎn)換為多個低速并行信息流，再以疊加的形式來促進(jìn)多載波高速傳輸系統(tǒng)。不僅可以促進(jìn)信息得到高效傳輸，還可以對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級。多載波在具體實(shí)踐過程中，還可以改善和提升頻譜的效率，基于濾波器組技術(shù)的支撐下，全面提高網(wǎng)絡(luò)容量[1]。

1.2 多元化網(wǎng)絡(luò)趨勢

隨著越來越多的智能終端的出現(xiàn)，未來5G 的另一個核心技術(shù)就是保證網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量與流量增長實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一甚至超出，網(wǎng)絡(luò)的密集部署使得節(jié)點(diǎn)與智能終端之間的距離進(jìn)一步拉近，同時也會促使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兊缅e綜復(fù)雜，此時5G 技術(shù)就需要發(fā)揮其多元化的優(yōu)勢，促進(jìn)信號干擾問題得到有效解決[2]。在5G 網(wǎng)絡(luò)中，有著強(qiáng)度相近的若干干擾源，在同一地區(qū)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行密集部署會導(dǎo)致邊界的數(shù)量爆發(fā)式增加，而傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)則需要以人力來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的部署，因此難度較大。無線接入是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心所在，未來會朝著網(wǎng)絡(luò)自組織智能化的方向發(fā)展，自組織技術(shù)可以解決網(wǎng)絡(luò)故障以及實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動優(yōu)化和維護(hù)，旨在降低工作量。傳統(tǒng)的通信技術(shù)存在很大的局限性，很難確保高頻段的整體使用率，而5G 技術(shù)重點(diǎn)就在于和網(wǎng)點(diǎn)與用戶之間的多元化連接，促進(jìn)多元網(wǎng)絡(luò)發(fā)展來提高數(shù)據(jù)的實(shí)際傳輸速度。

1.3 云計算技術(shù)

云計算與5G 技術(shù)的深度融合推動了我國通信工程的快速發(fā)展，基于云計算的技術(shù)支撐，使大數(shù)據(jù)在信息處理方面實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，簡化了數(shù)據(jù)存儲以及下載等一系列煩瑣操作，直接利用云端來完成數(shù)據(jù)的處理和分析，以此促進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸和應(yīng)用的高效發(fā)展。在實(shí)際應(yīng)用過程中，5G與云計算的融合應(yīng)用使通信行業(yè)的整體質(zhì)量和水平得到了提升。

2 5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 高速度傳輸

5G 屬于傳統(tǒng)4G 的衍生技術(shù)產(chǎn)物，具有高速、高效的信息傳輸功能。移動通信在初期發(fā)展階段，僅限于小部分字節(jié)的低速傳輸應(yīng)用，逐漸發(fā)展至2G 能夠支持發(fā)送短信和撥打電話，到3G 時可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)或者靜態(tài)類部分圖片傳輸，4G 則可以實(shí)現(xiàn)視頻通話，且有著相對較高的通話和視頻質(zhì)量。而當(dāng)前5G 的發(fā)展，最大限度地使得信息下載質(zhì)量和速度得到了全面提升，其信息傳輸可以實(shí)現(xiàn)10 GB 每秒。在研發(fā)5G 技術(shù)的過程中，還重點(diǎn)關(guān)注了低延時的基本應(yīng)用需求，因此5G 技術(shù)能夠在一定程度上解決并改善網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)延遲的狀況，特別是將5G 應(yīng)用于商業(yè)中，同樣能夠滿足不同行業(yè)、不同領(lǐng)域的使用要求，能夠及時解決商業(yè)運(yùn)營中延時較高的情況，且有助于5G 技術(shù)覆蓋范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，在人口較多的地區(qū)覆蓋5G 通信技術(shù)，能夠有效滿足人們的通信需求，且移動設(shè)備不會因網(wǎng)絡(luò)過載而出現(xiàn)超負(fù)荷問題[3]。

2.2 應(yīng)用可靠性

在5G 技術(shù)的推動下，不同領(lǐng)域甚至特殊行業(yè)能夠在其技術(shù)支撐下實(shí)現(xiàn)可靠穩(wěn)定發(fā)展。比如，將5G 技術(shù)投入交通運(yùn)輸以及醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)中，能夠完成信息高效傳輸，在一定區(qū)域范圍內(nèi)提升網(wǎng)絡(luò)可靠性。5G 技術(shù)在防干擾方面也有較強(qiáng)的能力，已經(jīng)超出傳統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展模式，移動終端能夠在5G 系統(tǒng)中安裝若干條線，用來接受不同的通信信號，最大限度地防止了信號屏蔽或受干擾情況，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)可靠性、穩(wěn)定性。

3 5G移動通信技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用

3.1 智能化通信工程方面的應(yīng)用

5G 技術(shù)融入通信工程的發(fā)展和建設(shè)過程中，需要重點(diǎn)考慮和分析智能技術(shù)的整體發(fā)展戰(zhàn)略，能夠使通信工程加速朝著智能化進(jìn)程發(fā)展，進(jìn)一步滿足我國智能信息化以及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心需求。在運(yùn)用5G 建設(shè)智能化通信工程時，不僅要考慮電子設(shè)備和移動終端等方面的應(yīng)用，要以人們?nèi)粘Ｉ钜约吧a(chǎn)為出發(fā)點(diǎn)，將智能技術(shù)與5G 進(jìn)行有效融合，讓我國的城市化進(jìn)程圍繞信息化和智能化的趨勢發(fā)展。以科學(xué)技術(shù)和5G 技術(shù)為主要支撐點(diǎn)，建設(shè)智能化通信工程需要先對其整體架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整并明確，立足于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用和建設(shè)的核心基礎(chǔ)上，借助高效安全的信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，為我國建設(shè)智能信息化城市帶來技術(shù)支撐。

智能化的通信工程離不開5G 技術(shù)的支持，5G 除了能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、高質(zhì)量信息傳輸以外，其還有著十分準(zhǔn)確、安全、完整的信息傳輸網(wǎng)，可以提高用戶使用滿意率，并促進(jìn)我國通信工程的可持續(xù)全面發(fā)展。目前，建設(shè)通信工程的過程中，通常會借助無線通信來建立籠統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，基于傳統(tǒng)建設(shè)方法的影響之下，會消耗大量的人力和物力資源，在通信質(zhì)量、速度以及容量方面沒有較大的提升。而充分利用5G 技術(shù)能夠使得不同終端實(shí)現(xiàn)有效連接，可以促進(jìn)信息傳輸過程中所面臨的空間、時間以及距離等問題得到有效解決，5G 技術(shù)的應(yīng)用能夠全面降低建設(shè)智能通信工程所需要耗費(fèi)的資源和能源，對加強(qiáng)創(chuàng)新力度、節(jié)約投入成本以及提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)起著重要的推動作用[4]。

3.2 用戶服務(wù)質(zhì)量方面的應(yīng)用

將5G 技術(shù)與通信工程相結(jié)合，可以促進(jìn)用戶服務(wù)的整體質(zhì)量得到提升。建設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)要圍繞基站展開，不同終端均需要以基站作為中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)接。在建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)的過程中，通常會借助端至端的技術(shù)與運(yùn)營商共同連接并組建通信工程網(wǎng)絡(luò)。融入5G 技術(shù)能夠有效降低通信工程以及運(yùn)營商的最終投入成本，且有利于通信效率的全面提升。5G 不僅能夠促進(jìn)不同區(qū)域范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)傳輸效率和速度得到提高，還能夠融合互聯(lián)網(wǎng)+的形式為各行業(yè)的通信形式創(chuàng)新奠定一定的基礎(chǔ)。

隨著不同行業(yè)領(lǐng)域的大力推廣，人們在精神文化、物質(zhì)方面具有更高的追求，智慧城市作為社會發(fā)展的產(chǎn)物，已經(jīng)逐漸成為衡量城市幸福感的重要依據(jù)之一。智慧城市可以提升用戶的服務(wù)質(zhì)量，在建設(shè)智慧城市時，借助5G 技術(shù)有助于人們在交通運(yùn)輸以及基礎(chǔ)設(shè)施方面產(chǎn)生滿足感和幸福感，為人們?nèi)粘Ｉ顜砹吮憷?，同時也是智慧城市發(fā)展的技術(shù)支撐。比如，信息化基礎(chǔ)設(shè)施、智慧交通、照明控制以及智能顯示屏等，都可以促進(jìn)城市加快智能化建設(shè)的腳步，給城市注入更多人性化、個性化以及信息化的智能元素。就如智慧交通而言，利用5G 可以將傳統(tǒng)的交通系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為智能化信息管理，在城市的公交建設(shè)發(fā)展中，在沿線公交車布局若干5G 網(wǎng)絡(luò)基站，全面覆蓋5G 信號，以此乘客就能夠在沿途享受超快5G 網(wǎng)絡(luò)的體驗(yàn)，比如移動智能支付、實(shí)時公交信息、4 K電視直播等。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)通信方面的應(yīng)用

基于5G 技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，當(dāng)前交通、教育、醫(yī)療以及工業(yè)等領(lǐng)域都實(shí)現(xiàn)了不同程度的互聯(lián)，有效提高了物聯(lián)網(wǎng)不同區(qū)域的通信效率和質(zhì)量。在物聯(lián)網(wǎng)的通信建設(shè)中融入5G 技術(shù)，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息的實(shí)際需求來解決相應(yīng)的問題，為不同行業(yè)領(lǐng)域的信息發(fā)展和建設(shè)提供有力的技術(shù)保障。在5G 的推動下，物聯(lián)網(wǎng)中的各行業(yè)互聯(lián)互通逐漸形成全覆蓋，涉及金融、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)以及教育等方面，同時還被廣泛應(yīng)用于穿戴設(shè)備、云端辦公以及虛擬現(xiàn)實(shí)和智能家居等[5]。5G 技術(shù)在具體應(yīng)用期間還能夠滿足不同場景、領(lǐng)域?qū)νㄐ诺牟煌?，為不同行業(yè)建設(shè)智能化、信息化平臺提供一定的技術(shù)支持。基于現(xiàn)代社會和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展下，各種網(wǎng)絡(luò)平臺應(yīng)運(yùn)而生，使互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際接入設(shè)備類型和數(shù)量也隨之增多，此時，各行業(yè)對信息在互聯(lián)網(wǎng)中的傳播質(zhì)量和速率有更強(qiáng)烈的需要，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)信息平臺和移動通信之間的關(guān)聯(lián)性不斷提高，最終呈現(xiàn)互相發(fā)展和互相推動的局面，使得互聯(lián)網(wǎng)與5G 通信的應(yīng)用融合實(shí)現(xiàn)加速發(fā)展，并促使萬物互聯(lián)成為可能。立足于大數(shù)據(jù)信息技術(shù)背景之下，借助并融合5G 技術(shù)能夠有效促進(jìn)城市水電、交通以及安防等方面管理效率和水平的提高，同時促進(jìn)城市交通實(shí)現(xiàn)智能化的發(fā)展，按照實(shí)時交通情況，給人們提供科學(xué)合理的出行路線，以確保人們?nèi)粘３鲂械陌踩?/p>

3.4 智能云端生活方面的應(yīng)用

基于未來現(xiàn)代社會的發(fā)展需求，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)該和5G通信技術(shù)相結(jié)合，以此發(fā)揮兩者最大的優(yōu)勢。在大數(shù)據(jù)技術(shù)領(lǐng)域，使用最廣泛的就是云技術(shù)，因此，需要將5G 與云技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，技術(shù)人員需要對5G 技術(shù)進(jìn)行全面認(rèn)知和分析。然后以5G 通信技術(shù)為核心，融合發(fā)展成為5G 云技術(shù)的高效應(yīng)用，能夠更好地實(shí)現(xiàn)云計算以及云儲存等功能，將移動網(wǎng)絡(luò)的空間和系統(tǒng)進(jìn)行整合并擴(kuò)大。5G技術(shù)與云技術(shù)的結(jié)合還能夠?qū)νㄐ啪W(wǎng)絡(luò)中復(fù)雜且龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行便捷、高效分析計算，并在儲存系統(tǒng)中整合并開發(fā)通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)體系，以此促進(jìn)服務(wù)器運(yùn)行壓力得到整體降低，節(jié)約能源的同時實(shí)現(xiàn)5G 云系統(tǒng)的建設(shè)。

隨著現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對于信息的傳輸完整性、及時性以及全面性要求越來越高，在大數(shù)據(jù)、云技術(shù)等技術(shù)支持下，可以促進(jìn)信息數(shù)據(jù)達(dá)到實(shí)時分享的要求，不斷擴(kuò)展的信息存儲容量也提升了信息在存儲以及傳輸中的安全性和穩(wěn)定性[6]。由此可見，5G 技術(shù)對云存儲、云計算等技術(shù)有著關(guān)鍵的影響和作用，促進(jìn)了云計算實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展并廣泛投入應(yīng)用。以5G 技術(shù)為支撐的通信工程網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，不斷加速數(shù)據(jù)流量并提升信息的傳輸速度，云技術(shù)不僅為各領(lǐng)域在拓展新業(yè)務(wù)、信息儲存、傳輸?shù)确矫嫣峁┝讼鄳?yīng)的技術(shù)支持，還在一定程度上推動了各領(lǐng)域之間的技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展，加速了數(shù)字化、智能化的數(shù)據(jù)傳輸和存儲，推動了信息技術(shù)全面應(yīng)用和創(chuàng)新研究。

此外，5G 技術(shù)應(yīng)用于云端智能生活不但體現(xiàn)在數(shù)據(jù)儲存、傳輸速率等方面，還改變了人們閱讀、接收信息等各個渠道，把云存儲、云計算以及大數(shù)據(jù)與5G 技術(shù)相結(jié)合，按照互聯(lián)網(wǎng)不同用戶的實(shí)際需求來精準(zhǔn)投放信息內(nèi)容，進(jìn)一步提升用戶在信息檢索方面的效率，也為媒體平臺提供了高質(zhì)量、高效率的信息素材。同時，在現(xiàn)代化智能技術(shù)與5G 通信的應(yīng)用支持下，也給各大媒體平臺提供了創(chuàng)新發(fā)展的途徑。比如，新聞發(fā)布平臺可以充分借助互聯(lián)網(wǎng)來進(jìn)行現(xiàn)場新聞直播，和觀眾展開實(shí)時交流互動，給予新聞行業(yè)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的新路徑。

3.5 人工智能方面的應(yīng)用

智能化的關(guān)鍵即是數(shù)據(jù)和連接，伴隨著不斷覆蓋的5G技術(shù)，進(jìn)一步加快了人工智能的發(fā)展步伐。5G 技術(shù)具有連接廣、覆蓋廣以及低延時等特點(diǎn)，因此可以使得短時間內(nèi)不同移動終端的信息得到有效傳播。人工智能特別是城市建設(shè)方面，充分發(fā)揮5G 技術(shù)的優(yōu)勢，能夠促進(jìn)城市現(xiàn)代化、智能化的步伐加快，5G 通信+人工智能在一定程度上推動了現(xiàn)代人機(jī)交互體驗(yàn)的進(jìn)程，進(jìn)一步擴(kuò)寬了現(xiàn)代化人工智能技術(shù)的應(yīng)用前景。例如AI 技術(shù)與5G 秘書的聯(lián)合應(yīng)用就使得現(xiàn)實(shí)場景與虛擬元素相融合，打造出了數(shù)字化的新世界，還有效打通了云端與MR、AR 的交互界限，提供了多人交互的協(xié)作可能性。比如基于同一MR、AR 場景下，多個用戶開展對戰(zhàn)游戲或者共同進(jìn)行視覺設(shè)計，都可以在同一平臺上展開協(xié)同合作，以此提升協(xié)作效率和體驗(yàn)，由此可知，不管是企業(yè)方面還是消費(fèi)領(lǐng)域，多人交互都有著良好的發(fā)展前景。

3.6 軍事領(lǐng)域方面的應(yīng)用

5G 通信技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用也有著極大的價值和作用，信息情報要想實(shí)現(xiàn)高速共享，就需要有穩(wěn)定的信息傳輸體系，怎樣將情報高效、準(zhǔn)確地指定人物進(jìn)行傳輸是當(dāng)前作戰(zhàn)的重要內(nèi)容，同時也是決定戰(zhàn)爭成敗的關(guān)鍵部分。其他先進(jìn)科技與5G 通信相結(jié)合進(jìn)行應(yīng)用可以促進(jìn)戰(zhàn)爭情報實(shí)現(xiàn)高速、即時共享，借助先進(jìn)技術(shù)能夠?qū)?shí)際戰(zhàn)場區(qū)域中的后勤保障、戰(zhàn)斗、偵查以及指揮等部分納入5G 網(wǎng)絡(luò)中，將各個環(huán)節(jié)的軍事情報進(jìn)行融合共享，有效改變情報傳遞的手段，促進(jìn)信息由點(diǎn)及面、由面至點(diǎn)完成共享和整合，圍繞網(wǎng)絡(luò)傳輸安全性和穩(wěn)定性為核心，在對手之前獲取戰(zhàn)場的完整信息，以掌握戰(zhàn)爭主動權(quán)。

另外，在虛擬現(xiàn)實(shí)完成軍事訓(xùn)練也是5G 技術(shù)最大的優(yōu)勢之一，其具有低時延和高傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，可以使得戰(zhàn)斗班組、小規(guī)模單兵展開虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練。在軍隊(duì)的日常訓(xùn)練中，通過5G 虛擬通信技術(shù)結(jié)合先進(jìn)訓(xùn)練能夠提升指揮層面的高度，包括指揮虛擬訓(xùn)練、戰(zhàn)場裝備、現(xiàn)實(shí)戰(zhàn)斗以及推演作戰(zhàn)態(tài)勢等，模擬現(xiàn)實(shí)作戰(zhàn)場景，以此促進(jìn)軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗能力、戰(zhàn)斗意識和思維得到進(jìn)一步提升，推動整體軍隊(duì)的作戰(zhàn)水平得以提高。

4 結(jié)語

基于5G 技術(shù)的引領(lǐng)下，我國在通信工程以及行業(yè)領(lǐng)域中的改革創(chuàng)新得到了質(zhì)的飛躍，并促進(jìn)通信速率和質(zhì)量的進(jìn)一步提高，為打造信息實(shí)時共享和交互奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。隨著5G 技術(shù)的深入研究，通信工程為人們?nèi)粘Ｉ钪袔順O大的便利，同時也給用戶提供了良好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)感，促進(jìn)用戶數(shù)量激增，擁有著良好的發(fā)展前景。