淺析新時(shí)期5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，5G網(wǎng)絡(luò)已在全國范圍內(nèi)得到普及。與2G網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)和4G網(wǎng)絡(luò)相比，5G表現(xiàn)出覆蓋范圍廣、傳播速度快等優(yōu)勢。新時(shí)期，社會(huì)各行各業(yè)廣泛使用5G網(wǎng)絡(luò)，人們已經(jīng)習(xí)慣從5G網(wǎng)絡(luò)中獲得各種信息。本文重點(diǎn)對新時(shí)期5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：5G網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；數(shù)據(jù)傳輸

5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。目前，5G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了社會(huì)各行各業(yè)，并成為不可替代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。但是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的形勢下，為進(jìn)一步深化5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用，需要借助技術(shù)優(yōu)勢提高人與人之間、行業(yè)與行業(yè)之間的溝通交流有效性，提高整個(gè)社會(huì)的資源共享程度，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。因此，研究人員需要對5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)與具體應(yīng)用領(lǐng)域等進(jìn)行更為深入的探究。

一、5G網(wǎng)絡(luò)概述

5G網(wǎng)絡(luò)是指第五代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，是4G網(wǎng)絡(luò)的延伸。與4G網(wǎng)絡(luò)相比，5G網(wǎng)絡(luò)在傳輸速度方面擁有絕對優(yōu)勢。圖1為網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的演進(jìn)過程。

用戶是5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的直接體驗(yàn)者，也是5G網(wǎng)絡(luò)廣泛普及的最終獲益者。在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，用戶的體驗(yàn)與反饋，為網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的優(yōu)化與完善提供了方向。經(jīng)過多次更新與升級，現(xiàn)階段的5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已經(jīng)日趨于完善，用戶的使用需求基本得到滿足。

在社會(huì)發(fā)展速度不斷加快的形勢下，5G網(wǎng)絡(luò)必然會(huì)廣泛應(yīng)用于人們的日常生活與工作中，持續(xù)提高各類數(shù)據(jù)信息的傳輸速度與傳輸質(zhì)量。需要注意的是，國家逐步加大對5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展扶持力度，使用5G網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量越來越多，會(huì)產(chǎn)生流量過大、成本過高等問題。如果得不到妥善的處理，5G的發(fā)展將有可能受到影響。

二、新時(shí)期5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用特點(diǎn)

（一）數(shù)據(jù)傳輸速度快

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開始普及階段，人們剛學(xué)會(huì)手機(jī)上網(wǎng)。即使是數(shù)據(jù)傳輸速度非常慢的2G網(wǎng)絡(luò)，也可以滿足人們的使用需求。但是當(dāng)4G網(wǎng)絡(luò)開始普及后，數(shù)據(jù)傳輸速度得到大幅度的提升。即便網(wǎng)絡(luò)不通暢、甚至降為2G網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)象只是偶爾出現(xiàn)，也依然會(huì)引起人們的不滿情緒。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展節(jié)奏不斷加快的形勢下，4G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速度已經(jīng)不能滿足人們的使用需求。同時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展受到人們的高度期待。

與4G網(wǎng)絡(luò)相比，5G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速度更快，數(shù)據(jù)傳輸空間更小，安全性更有保障。5G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模普及，為人們的日常生活與工作提供便捷條件。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，數(shù)據(jù)傳輸速度必然會(huì)進(jìn)一步提高，遠(yuǎn)程控制技術(shù)的操作與應(yīng)用會(huì)廣泛出現(xiàn)在人們的日常生活中。5G網(wǎng)絡(luò)延時(shí)短，可以滿足人們遠(yuǎn)程操控的需求，例如，遠(yuǎn)程操作車輛、遠(yuǎn)程手術(shù)、遠(yuǎn)程治療與診斷等。而這些對我國各種遠(yuǎn)程技術(shù)的完善與發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。

（二）兼容性好

無論是第幾代網(wǎng)絡(luò)，處于哪個(gè)發(fā)展時(shí)期，都存在明顯的兼容性問題。只有對兼容性問題進(jìn)行徹底解決，不同網(wǎng)絡(luò)之間相互兼容，才能確保網(wǎng)絡(luò)受到市場的青睞與認(rèn)可。而5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，最大限度地解決各大網(wǎng)絡(luò)不兼容的問題。5G網(wǎng)絡(luò)將2G、3G、4G等三種網(wǎng)絡(luò)制式全部涵蓋在內(nèi)，在5G網(wǎng)絡(luò)下，這三種網(wǎng)絡(luò)制式可以很好地融合。在5G的應(yīng)用環(huán)境下，運(yùn)營機(jī)構(gòu)根據(jù)用戶的實(shí)際需求，提供差異化、智能化的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)。

（三）抗干擾能力強(qiáng)

從技術(shù)與安全層面分析，5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢更加突出，安全性較高。用戶可以放心使用5G網(wǎng)絡(luò)組織、開展各種形式的活動(dòng)。5G網(wǎng)絡(luò)擁有更強(qiáng)的抗干擾能力，各種數(shù)據(jù)信息的傳輸才更加穩(wěn)定、安全，沒有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中存在的卡頓與噪聲問題，人們使用5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)捏w驗(yàn)感更好。

（四）超低時(shí)延

與4G網(wǎng)絡(luò)相比，5G網(wǎng)絡(luò)可以將延遲時(shí)間降到1ms，使數(shù)據(jù)信息的傳輸效率更高，甚至可以完成對各種突發(fā)意外情況的判斷。這種技術(shù)特點(diǎn)在我國無人駕駛汽車技術(shù)應(yīng)用方面有積極影響。

三、新時(shí)期5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)類型

（一）MIMO

MIMO是一種大型天線系統(tǒng)，是以5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為核心的技術(shù)類型。信息傳輸、頻率效率與無線數(shù)目之間存在極為緊密的聯(lián)系。在日常生活中應(yīng)用的MIMO主要有兩種技術(shù)形式：一種是分散式MIMO；另一種是集中式MIMO。在通常情況下，為了進(jìn)一步提高空間資源的利用率，達(dá)到節(jié)約空間的目的，研究人員會(huì)對這兩種技術(shù)形式進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用。這樣不僅可以提高空間分辨率，還能強(qiáng)化設(shè)備抗干擾能力和信號發(fā)射時(shí)功率。圖2為MIMO的系統(tǒng)原理。

以收發(fā)天線的數(shù)目為依據(jù)，MIMO分為以下三種形式：SISO，即Single Input Single Output，又稱單輸入單輸出技術(shù)；MISO，即Multiple Input Single Output，又稱多輸入單輸出技術(shù)；SIMO，即Single Input Multiple Output，又稱單輸入多輸出技術(shù)等。

其中，SISO的應(yīng)用在數(shù)據(jù)發(fā)送與接收方面都是使用的單天線，信息容量受到SNR的限制，并且信息容量每增加1bit/s/Hz，相應(yīng)的發(fā)射功率就會(huì)提高1倍。

MISO在數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)使用的是多天線，在數(shù)據(jù)接收時(shí)使用的是單天線。MISO處于下行方向，多天線發(fā)射是基站使用頻率較高的一種發(fā)射方式。基站發(fā)射信號產(chǎn)生的增益，只要終端用戶處于基站覆蓋范圍內(nèi)，就可以接收到信號，并且天線數(shù)目的調(diào)整，對于鏈路容量有著直接的影響，尤其是當(dāng)天線數(shù)目增加時(shí)，往往伴隨對數(shù)增長。

SIMO在數(shù)據(jù)發(fā)射時(shí)使用的是單天線，在數(shù)據(jù)接收時(shí)使用的是多天線。在SIMO的應(yīng)用環(huán)境下，只要終端用戶在基站覆蓋范圍內(nèi)，就可以有效獲取接收分集增益。但是天線數(shù)目依然會(huì)對鏈路容量產(chǎn)生影響，尤其在天線數(shù)目增多時(shí)，往往伴隨對數(shù)增長。需要注意的是，來自不同路徑的信號有不同的空間特征與特性，接收機(jī)交換方式主要有兩種：一種是交換分集模式，另一種是最大比合并模式。

（二）D2D通信技術(shù)

D2D通信技術(shù)，又稱終端直通技術(shù)，是一種可以使兩個(gè)對等用戶實(shí)現(xiàn)直接通信的技術(shù)類型。將該技術(shù)應(yīng)用到分散式網(wǎng)絡(luò)中，可以讓任何一個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)按照自己的需求進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信號的發(fā)送或接收。D2D通信技術(shù)具有自動(dòng)路由功能，可以對指定信息進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)。目前，該技術(shù)是我國網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中重要的一類硬體資源，具有信息處理、信息存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)連接等功能，能夠滿足用戶在信息處理方面的各種需求。在應(yīng)用環(huán)境下，用戶可以直接按照自己的意愿進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的訪問，且無須獲得中間實(shí)體輔助。將該技術(shù)應(yīng)用到5G網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境中，用戶節(jié)點(diǎn)扮演客戶端、伺服器等各種角色，且可以與其他用戶一起感受彼此的存在，進(jìn)而自動(dòng)自發(fā)地構(gòu)建實(shí)際群體或者虛擬群體。

與其他5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用相比，D2D通信技術(shù)的應(yīng)用主要有以下三大優(yōu)勢：

第一，進(jìn)一步提高頻譜利用率。利用D2D通信技術(shù)進(jìn)行通信，可以有效避開蜂窩無線通信模式，并在不使用頻帶資源的前提下完成通信。而處于D2D通信技術(shù)應(yīng)用環(huán)境中的用戶，可以有效共享蜂窩網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源利用率提高。

第二，改善用戶的網(wǎng)絡(luò)通信體驗(yàn)感。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，相鄰用戶之間已經(jīng)可以資源共享，獲得社交或本地特色服務(wù)方面需求的滿足。這一領(lǐng)域的發(fā)展是未來一段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展過程中重要的業(yè)務(wù)增長點(diǎn)，不僅可以帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還可以使用戶獲得更加優(yōu)質(zhì)的通信體驗(yàn)感。

第三，拓展網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)。完善的基礎(chǔ)設(shè)施是保證傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)得以正常應(yīng)用的基礎(chǔ)。所以電信企業(yè)必須對基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行穩(wěn)定性與高效性予以高度的重視。如果基礎(chǔ)設(shè)施在運(yùn)行過程中出現(xiàn)性能故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信效果都會(huì)受到較大影響。而將D2D通信技術(shù)應(yīng)用到5G網(wǎng)絡(luò)通信中，可以有效提高網(wǎng)絡(luò)信號的靈活性與穩(wěn)定性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)的拓展。

（三）CCFD技術(shù)

CCFD，即Co-frequency Co-time Full Duplex，是一種同頻同地全雙工技術(shù)。CCFD技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下兩方面：一方面，在使用時(shí)間與使用頻率相同的條件下，CCFD無線通信設(shè)備能夠同時(shí)進(jìn)行無線信號的接收或發(fā)射，無線通信鏈路的頻譜效率更高。另一方面，CCFD技術(shù)能夠消除無線信號發(fā)射與接收之間的干擾因素，進(jìn)而提高通信信號的傳輸質(zhì)量與通信信號功率。

（四）OFDM技術(shù)

OFDM技術(shù)是一種以濾波器組為基礎(chǔ)的多載波技術(shù)。OFDM技術(shù)的應(yīng)用突出的優(yōu)勢是頻譜效率高。在5G網(wǎng)絡(luò)通信中，數(shù)據(jù)傳輸速率是這一技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)。由于多載波技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢的發(fā)揮對于濾波器組有著較高的依賴性，OFDM技術(shù)的應(yīng)用對濾波器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出嚴(yán)格的要求。要想將OFDM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，需要借助各種現(xiàn)代化技術(shù)手段，使濾波器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量得到持續(xù)提高。

四、新時(shí)期5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

（一）5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在計(jì)算系統(tǒng)中的應(yīng)用

在5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，我國的信息技術(shù)得到全方位的更新，計(jì)算系統(tǒng)的使用功能更加強(qiáng)大，應(yīng)用優(yōu)勢更加突出，計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)部的存儲(chǔ)功能更加強(qiáng)大。計(jì)算系統(tǒng)的主要應(yīng)用功能是對用戶的使用行為與個(gè)性化特點(diǎn)進(jìn)行分析，并以此為基礎(chǔ)將個(gè)性化的使用功能提供給用戶，為其提供符合其使用行為特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，滿足其網(wǎng)絡(luò)通信需求。5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用，能夠進(jìn)一步提升計(jì)算系統(tǒng)的智能化水平，讓計(jì)算系統(tǒng)的分析更加實(shí)際、客觀、有效，并圍繞用戶與網(wǎng)站進(jìn)行個(gè)性化推算，不僅可以提高計(jì)算機(jī)通信管理質(zhì)量，還可以為企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造便利條件。

（二）5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各個(gè)企業(yè)逐步加大對5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用需求。該技術(shù)的應(yīng)用不僅可以細(xì)化與優(yōu)化工作，還可以提高工作的智能化水平，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境。這樣不僅可以降低企業(yè)內(nèi)部的工作壓力，激發(fā)員工的工作積極性，還可以使企業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn)變得井然有序，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，將5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用到企業(yè)的管理系統(tǒng)中，具有十分重要的意義。

（三）5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在自動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用

5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用到數(shù)據(jù)管理中，可以明顯提升數(shù)據(jù)管理的自動(dòng)化水平和智能化水平，如企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化撥號。另外，該技術(shù)的應(yīng)用不僅可以提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量，還可以提高數(shù)據(jù)管理工作的效率。這樣一來，不僅可以減輕員工的工作壓力，還可以讓用戶獲得較好的服務(wù)體驗(yàn)感。與此同時(shí)，企業(yè)利用自動(dòng)化、智能化的方式對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理，還可以進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)管理的出錯(cuò)率，保證數(shù)據(jù)管理工作的規(guī)范性和高效性。

五、新時(shí)期5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用注意事項(xiàng)

最大限度地滿足用戶的使用需求，也是5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的主要發(fā)展方向。無論是最初的2G通信網(wǎng)絡(luò)，還是后續(xù)的3G通信網(wǎng)絡(luò)和4G通信網(wǎng)絡(luò)，都是圍繞用戶需求的變化而做出的升級與完善。5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，同樣離不開用戶的使用需求。技術(shù)人員只有深入的挖掘、分析和激發(fā)用戶的需求，擴(kuò)大5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的覆蓋范圍，才能讓用戶隨時(shí)享受到通信服務(wù)。

另外，任何一種新型技術(shù)的推廣、普及與應(yīng)用，都離不開資金的支持。在未來的很長一段時(shí)間內(nèi)，5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景極為廣闊。但是在流量不斷增加的情況下，相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用成本也會(huì)增加。如果5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用成本較高，必然會(huì)受到較大的限制。所以在5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展背景下，研究人員必須加大成本控制方法的研究力度，確保用戶既可以享受到這一技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，獲得良好的5G網(wǎng)絡(luò)通信體驗(yàn)感，又不需要承擔(dān)高昂的成本。

六、結(jié)語

綜上所述，5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是一項(xiàng)具有廣闊發(fā)展前景的技術(shù)。加強(qiáng)該技術(shù)的應(yīng)用，可以使人們的日常生活與工作發(fā)生翻天覆地的變化。但是為了將5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用潛力充分挖掘出來，還需要持續(xù)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，攻克技術(shù)難題，突破技術(shù)瓶頸，促進(jìn)數(shù)據(jù)信息的共享與交流，持續(xù)推動(dòng)我國網(wǎng)絡(luò)通信事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

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作者簡介：王麗霞（1981），女，遼寧省撫順市人，本科，一級建造師，研究方向?yàn)橥ㄐ殴こ毯突疚飿I(yè)管理。