5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展前景

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【摘要】目前，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的背景下，移動(dòng)通信技術(shù)已成為各個(gè)行業(yè)備受關(guān)注的一個(gè)重要要素，對(duì)人們的生活、生產(chǎn)等帶來(lái)極大影響。為了促進(jìn)移動(dòng)通信技術(shù)與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展，5g移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文首先探討了5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)及特征，然后對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展前景等進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】5G移動(dòng)；通信技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展前景

引言

5G的概念是指移動(dòng)電話運(yùn)用的是第5代通信技術(shù)，則是以4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)而研制的一種全新技術(shù)。目前，移動(dòng)通信是由最初的通信速度低、安全漏洞多等慢慢地發(fā)展至通信速度快、隱私性強(qiáng)、傳輸信號(hào)清晰的一個(gè)成熟技術(shù)。目前，全球大部分國(guó)家逐漸推行5G通信技術(shù)，這必然會(huì)對(duì)新技術(shù)的廣泛應(yīng)用奠定了穩(wěn)固基礎(chǔ)。一些學(xué)者曾預(yù)測(cè)：在2025年左右，5G通信技術(shù)必然會(huì)在全球得到廣泛普及，且逐漸被世人認(rèn)可與接受。對(duì)此，本文著重探討了5G的關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)，希望能夠幫助大家對(duì)5G通信技術(shù)有一個(gè)全面的了解。

一、現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，移動(dòng)通信技術(shù)的更新速度在持續(xù)提升。在上世紀(jì)八十年代時(shí)，1G網(wǎng)絡(luò)得以形成，接下來(lái)的數(shù)十年中，人們的生活、工作等與移動(dòng)通信技術(shù)的融合愈發(fā)密切和深入。對(duì)于最先出現(xiàn)的1G通信技術(shù)而言，其具有傳輸速度低、安全隱患多等問(wèn)題。所以，通過(guò)相關(guān)技術(shù)人員的不斷摸索，盡可能地增強(qiáng)移動(dòng)通信技術(shù)的功能性質(zhì)，促使其穩(wěn)定性不斷增強(qiáng)。所以，對(duì)于2G、3G、4G等技術(shù)而言，也伴隨著時(shí)代的發(fā)展相繼出現(xiàn)，由此能夠滿足用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信等方面的多元化需求。從某種意義上來(lái)說(shuō)，這必然會(huì)對(duì)人們的現(xiàn)實(shí)生活及工作帶來(lái)深刻的影響。目前，4G移動(dòng)通信技術(shù)逐漸滿足了人們的基本需求，其能夠提供快速的信號(hào)傳輸服務(wù)，不過(guò)，在人們生活質(zhì)量不斷提升的情況下，人們的需求也在持續(xù)增長(zhǎng)[1]。所以，若要確保移動(dòng)通信技術(shù)的不斷更新及升級(jí)，則需要研制出傳輸速度更高、安全性能更強(qiáng)的移動(dòng)通信技術(shù)。這些需求隨著5G技術(shù)的出現(xiàn)而得到滿足，由此來(lái)看，5G移動(dòng)通信技術(shù)已成為目前一個(gè)最受關(guān)注的發(fā)展方向。

二、5G通信技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)及特征

針對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，移動(dòng)技術(shù)主要以5G為主導(dǎo)。特別是在2020年時(shí)，5G通信技術(shù)已成為第V代移動(dòng)通信系統(tǒng)。將5G技術(shù)與其它無(wú)線相融合，能夠創(chuàng)建一個(gè)高端、一流、先進(jìn)的無(wú)線通信平臺(tái)。目前，人們的正常生產(chǎn)及生活與無(wú)線通信有著密切的關(guān)系，為了促進(jìn)5G移動(dòng)通信技術(shù)的高效發(fā)展，在其基礎(chǔ)上需要逐漸彰顯出與以往移動(dòng)通信技術(shù)相比所具有的獨(dú)特競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：用效率大大提升，且利用能力不斷增強(qiáng)。隨著高頻段頻譜資源的高效應(yīng)用，能夠進(jìn)一步促進(jìn)光載無(wú)線組網(wǎng)、有線和無(wú)線寬帶等技術(shù)的全面融合，所以，能夠大大提高無(wú)線電波的穿透力，促使其運(yùn)行效率大大提升。②信號(hào)傳輸安全性提升，且質(zhì)量愈發(fā)穩(wěn)定。與4G通信技術(shù)相對(duì)比，目前的5G移動(dòng)通信技術(shù)在信號(hào)傳輸質(zhì)量、安全性等方面相對(duì)穩(wěn)固，其中，5G技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)更明顯，例如：應(yīng)用效能大大提升。并且，在5G技術(shù)得到廣泛開發(fā)的情況下，其不僅能夠保留原有技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，而且能夠改變傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信傳輸技術(shù)，由此能夠最大化地滿足廣大用戶的傳輸需求，推出多點(diǎn)、多變乃至多面的傳輸方式，從而大大地增強(qiáng)移動(dòng)通信系統(tǒng)的整體性能。③強(qiáng)化用戶體驗(yàn)?，F(xiàn)今，移動(dòng)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性差，收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)高，傳輸速度滯后，但是在運(yùn)用5G移動(dòng)通信技術(shù)之后，能夠有效地解決以上問(wèn)題。其網(wǎng)絡(luò)愈發(fā)穩(wěn)定，傳輸速度大大提升，且收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)也有所下調(diào)，由此能夠使消費(fèi)者獲得更滿意的體驗(yàn)，使用戶的滿意度大大提升。④設(shè)計(jì)理念創(chuàng)新。對(duì)于傳統(tǒng)的移動(dòng)通信技術(shù)來(lái)說(shuō)，其將遠(yuǎn)距離傳輸當(dāng)作一個(gè)重要的發(fā)展方向，不過(guò)5G移動(dòng)通信技術(shù)的設(shè)計(jì)則更關(guān)注短距離傳輸，也就是室內(nèi)通信。由此能夠大大提高短距離室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳輸效率。并且，能夠?qū)κ覂?nèi)實(shí)施全方位的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，進(jìn)一步強(qiáng)化移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的便捷性與高效性。另外，站在設(shè)計(jì)理念層面進(jìn)行分析，其能夠延續(xù)原來(lái)4G的部分設(shè)計(jì)思想，并對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新，由此能夠不斷地滿足現(xiàn)代用戶的多元化需求。⑤聯(lián)網(wǎng)設(shè)備增加。對(duì)于移動(dòng)通信技術(shù)來(lái)說(shuō)，其發(fā)展前景如何，與接入設(shè)備的數(shù)量有著直接的相關(guān)性，并且也會(huì)對(duì)發(fā)展好壞帶來(lái)直接的影響。對(duì)于之前的4G移動(dòng)通信技術(shù)來(lái)說(shuō)，其能夠?qū)崿F(xiàn)500多部移動(dòng)設(shè)備的共同接入，盡管從數(shù)據(jù)上來(lái)看，是有很大規(guī)模的，不過(guò)由于用戶的需求在不斷增加，其傳輸量也是在不斷增加，對(duì)此，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)承受的信號(hào)傳輸壓力是非常多的。對(duì)此，唯有利用技術(shù)升級(jí)的方式方可促進(jìn)通信技術(shù)的全面發(fā)展，確保上千臺(tái)設(shè)備的同步運(yùn)行，并確保互不干擾、互不影響，由此能夠最大程度地減少對(duì)能源的損耗，提高信息的傳輸效率[2]。⑥其它方面的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)例如5G技術(shù)的性能指標(biāo)愈加完善，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋率在不斷提升，且對(duì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面并無(wú)嚴(yán)格的要求，甚至還具備較強(qiáng)的靈活性，將運(yùn)營(yíng)商的管理需求認(rèn)定為參考標(biāo)準(zhǔn)的話，則需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源給予調(diào)整及優(yōu)化，由此能夠大大降低其運(yùn)用成本及能源消耗，與社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)相吻合。

三、5G移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)概述

從定義上來(lái)看，5G技術(shù)是指移動(dòng)通信技術(shù)今后的一個(gè)重要發(fā)展態(tài)勢(shì)，其能夠大大地提升無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸效率、增強(qiáng)通信系統(tǒng)智能化水平，其服務(wù)對(duì)象是由人至物的轉(zhuǎn)變。5G網(wǎng)絡(luò)兼?zhèn)?G的蜂窩網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)等一系列優(yōu)勢(shì)，且創(chuàng)設(shè)了一個(gè)智能、應(yīng)用廣泛網(wǎng)絡(luò)，接下來(lái)我們對(duì)三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探討。

3.1設(shè)計(jì)移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)

目前，5G移動(dòng)通信時(shí)代的到來(lái)，讓人們對(duì)智能終端設(shè)備運(yùn)算能力、服務(wù)質(zhì)量等方面的需求不斷提升。對(duì)于移動(dòng)云計(jì)算來(lái)說(shuō)，其是目前全新的IT資源或應(yīng)用信息交付與使用方式，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其核心要點(diǎn)是將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中與云計(jì)算產(chǎn)品全面融合起來(lái)。于移動(dòng)云計(jì)算期間，移動(dòng)設(shè)備需要對(duì)復(fù)雜的計(jì)算、數(shù)據(jù)等給予全面整合，再將存儲(chǔ)信息轉(zhuǎn)移到云系統(tǒng)中，由此能夠讓移動(dòng)設(shè)備的能源耗損程度大大降低。并且，云計(jì)算能夠?yàn)橛脩籼峁┫鄬?duì)安全、高效的服務(wù)，同時(shí)不會(huì)發(fā)生延后的問(wèn)題。對(duì)此，移動(dòng)云計(jì)算是5G技術(shù)的一個(gè)核心要素。

3.2大范圍的MTMO技術(shù)

對(duì)于無(wú)線通信天線技術(shù)來(lái)說(shuō)，其以MTMO技術(shù)為主導(dǎo)，即：多路輸入、多路輸出技術(shù)。也就是說(shuō)，將基站中單一的天線給予調(diào)整，調(diào)整為多天線。將需要傳輸?shù)男盘?hào)給予分類、切分等，將其劃分成若干個(gè)小份，由此能夠使其與多個(gè)天線進(jìn)行共同傳輸，讓接收端同時(shí)接受到多跟天線的信號(hào)。當(dāng)然，還需要通過(guò)不同的算法將不同的資料給予梳理、分析，由此能夠大大提高資料的傳遞速度，從某種意義上來(lái)說(shuō)，能夠大大提升頻譜的使用效率。由此來(lái)看，與4G的MIMO技術(shù)相對(duì)比，5G技術(shù)的MIMO技術(shù)的容量要大很多。

3.3多載波聚合技術(shù)

從概念上來(lái)看，多載波聚合技術(shù)是指具有一定頻率的無(wú)線電波，通過(guò)此技術(shù)能夠?yàn)閺V大用戶拓寬相應(yīng)的管道，由此能夠大大提高傳遞效率。對(duì)于5G技術(shù)而言，則需要將若干個(gè)載波聚合技術(shù)融為一體，由此能夠使終端獲得一個(gè)高效的容量，促使其傳遞效率大大提升。

四、5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展前景

對(duì)于4G通信技術(shù)來(lái)說(shuō)，其是以第四代移動(dòng)通信技術(shù)為基礎(chǔ)研制而成的，與以前的2G、3G等技術(shù)相對(duì)比，其更寬更高，能夠大大增強(qiáng)信號(hào)的傳輸質(zhì)量，能夠使視頻或圖片更清晰、更具體。4G技術(shù)的下載流速一般能夠超過(guò)1000Mbps，與傳統(tǒng)的撥號(hào)上網(wǎng)相對(duì)比，其速度要提升2000倍之多，由此來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)上傳速度也達(dá)到25-50mbps，根據(jù)這一數(shù)據(jù)來(lái)看，能夠大大地滿足廣大消費(fèi)者對(duì)無(wú)線服務(wù)提出的高標(biāo)準(zhǔn)要求。4G是一個(gè)不斷發(fā)展及變化的過(guò)程，相對(duì)于5G技術(shù)的出現(xiàn)而言，前者能夠?yàn)榇龠M(jìn)通信技術(shù)的全面升級(jí)奠定了穩(wěn)固的基礎(chǔ)，讓5G移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了華麗的轉(zhuǎn)身，也就是說(shuō)，5G通信技術(shù)的形成一般是伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)而出現(xiàn)的，并且與其它的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，5G的容量得到明顯地?cái)U(kuò)展，促使其上網(wǎng)速度大幅度提升。利用智能手機(jī)、智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等進(jìn)行信號(hào)傳遞，能夠促使物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展獲得一個(gè)更大的平臺(tái)，與傳統(tǒng)的移動(dòng)通信技術(shù)相比，其容量明顯擴(kuò)大了上千倍之多。對(duì)于4G網(wǎng)絡(luò)而言，其服務(wù)的對(duì)象是智能用戶，不過(guò)并未針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展進(jìn)行個(gè)性化地升級(jí)與完善，將4G與5G進(jìn)行對(duì)比，后者兼容的設(shè)備非常多，與前者相比多出數(shù)十倍左右。并且，對(duì)于功耗而言，其能源消耗相對(duì)有限，在應(yīng)用4G網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中，通常是很難實(shí)現(xiàn)在線打游戲的效果，不過(guò)，在5G移動(dòng)通信技術(shù)出現(xiàn)之后，這一問(wèn)題得到有效地解決。5G通信技術(shù)是一個(gè)高效、低耗能的創(chuàng)新性技術(shù)，并非只提升傳遞速率那么簡(jiǎn)單。基于技術(shù)不斷創(chuàng)新、升級(jí)的前提下，網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、管控等出現(xiàn)了一系列的改變，這一產(chǎn)業(yè)必然會(huì)出現(xiàn)改變。那么其會(huì)帶來(lái)哪些變化呢？這些對(duì)于現(xiàn)代人來(lái)說(shuō)，是無(wú)從得知的[3]。通過(guò)深入開發(fā)可見光，能夠?qū)⒏哳l段的頻率資源最大化地利用起來(lái)。在資源利用效率大大提升的背景下，使用的頻率資源與原來(lái)的4G網(wǎng)絡(luò)相比要多出4倍左右。并且，按照目前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，今后5G移動(dòng)通信技術(shù)的運(yùn)行重心包括三個(gè)方面的內(nèi)容：①5G通信網(wǎng)絡(luò)將突破點(diǎn)至點(diǎn)的傳輸、信道編碼等逐漸轉(zhuǎn)變成多用戶、多天線的傳輸模式。②將用戶的體驗(yàn)看作是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)核心要素，是運(yùn)營(yíng)商為了能夠提高用戶支持率的一個(gè)必要手段，也是目前5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展主要趨勢(shì)，所以，基于5G網(wǎng)絡(luò)持續(xù)改革與升級(jí)的背景下，需要不斷地加大對(duì)傳輸時(shí)延、虛擬現(xiàn)實(shí)等業(yè)務(wù)的投入力度。③目前，大部分異地網(wǎng)絡(luò)都屬于低頻段頻譜資源，5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能夠在頻率資源利用率方面得到明顯的提升，將無(wú)線技術(shù)與先進(jìn)技術(shù)完全融為一體，通過(guò)光纖無(wú)線組合等技術(shù)來(lái)處理無(wú)線電穿透力不足等一系列問(wèn)題，由此能夠整合大量的頻譜資源，促使其利用率大大提升。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，移動(dòng)通信技術(shù)并非包括人與人之間的信息傳遞，而且還包括物與物之間的傳輸，由此能夠讓人與物之間的通信需求得到大大地滿足。隨著現(xiàn)代通信事業(yè)的不斷發(fā)展，其需求在不斷加大，所以相關(guān)人員在對(duì)5G移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)與研發(fā)的過(guò)程中，需要以前瞻性的眼光來(lái)對(duì)待其應(yīng)用前景，并且結(jié)合其關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)展開探討，由此才能夠真正地讓5G移動(dòng)通信技術(shù)為人類所用，為進(jìn)一步促進(jìn)各個(gè)行業(yè)的全面發(fā)展發(fā)揮積極作用。

參考文獻(xiàn)

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作者：賈維剛 游文宇 李偉 單位：中國(guó)聯(lián)通吉林省分公司