5G無線通信技術概念及相關應用

【摘要】：近幾年，通訊網絡發展迅速，極大地改變了人們的日常生活，給人們帶來很多的驚喜和翻天覆地的變化。2G網絡被更方便快捷的3G網絡代替，4G技術不斷得到推廣，隨后，5G通訊技術應運而生。5G通訊技術是由日本公司在2001年提出的概念性技術，而直到2012年，我國才提出5G概念。雖然，對于5G通信技術，目前還沒有形成統一的標準。但經濟的快速發展必然將使5G無線通訊技術獨占龍頭，5G通訊技術會有無限的上升空間。本文先闡述5G通信技術的概念，并結合先進的技術來闡述該技術在未來的應用前景。

【關鍵詞】：5G無線通信技術;網絡;應用

引言

近年來，移動通信技術不斷發生變革，逐漸成熟。上世紀八十年代，普遍采用IG通信技術，該技術不僅速度慢，且安全性難以保證;隨后，IG通信技術被低智能的2G無線通信技術所取代，雖然在速度和質量方面已經有所改善，但仍存在很多問題;近幾年，3G技術不斷得到推廣，這種技術頻譜利用率比較低;4G通信技術以無法比擬的優勢出現在人們的視線中，但仍無法滿足人們對移動無線技術的要求。而如今，5G無線通信技術應運而生，作為最具有前景的先進技術，將會有無限的發展空間。

一、5G無線通信技術的概念

5G無線通信技術是在之前的3G、4G無線網絡技術的基礎上通過不斷改進和完善的無線技術。5G無線通信技術的優點在最近被提出，這將是一項比較完美的技術，而且還首次將納米技術運用到無線網絡工程中，這樣可以更好的保護用戶的信息，提高安全性。這項技術融合了之前的所有無線通信技術的優點，不僅靈活方便，而且能夠減少能耗，使信息的傳播速度更快。如果，信息在傳輸的過程中出現問題，會及時的被發現，然后啟動保護系統，保護用戶的個人信息。

5G無線通信技術作為一種全新的技術，學術界對此還沒有明確的定義。目前專家學者沿用以前的劃代方式，對5G進行初步定義：5G無線通信技術是指傳輸速率達到10 GB/S的新一代的移動通信技術。與4G技術相比，5G無線通信技術有更多的創新，能夠促進新的網絡功能出現。4G網絡是以通信設備為核心的格局，而5G是以功能為核心的網絡，并結合了網絡功能虛擬化、定義網絡以及云計算等關鍵技術，會更多地體現出靈活和高動態擴展等特性。5G網絡包括無線頻譜資源，能夠實現無線的可定制化，極大地改善網絡提供商與網絡用戶的關系，會更好的為人類提供更優質的服務。5G技術的覆蓋面要遠遠大于4G技術，這樣更有利于用戶更好更快的體驗智能化的服務。

現階段，5G無線通信的一些新技術仍處于研究階段，主要包括： （1）5G無線網絡構架與關鍵技術。5G無線通信的核心技術是融合異構網，需要更多的考慮多技術融合和多業務應用。所以，5G無線通信技術的構架相比4G會更加復雜。（2）5G無線傳輸與關鍵技術。由于5G無線通信技術速率要求達到10 GB/s以上，因此，必須研發新型的無線傳輸技術，突破技術瓶頸。為了保障通信技術的質量，我們應該接受新技術帶來的挑戰，充分利用寬松的網絡平臺，讓5G無線通信技術更好地服務于我們。

二、5G無線通信的相關技術

1.納米技術

納米技術是一種非常重要的技術，主要用于納米范圍（0.1～100nm）內的操作控制。納米技術還包括分子納米技術，主要用于分子和原子范圍內的結構控制。這種技術最早是在東京制造業國際會議上被提出，能夠促使通信行業迅速發展。

2.納米終端

由于社會發展迅猛，人們需求多樣，移動手機已不再是簡單的通信設備，而是慢慢成為一種獨立的角色。在5G無線通信技術中，我們將被植入納米技術芯片的終端稱為納米終端，這種終端將以智能化的方式給用戶提供更加符合要求的信息和服務;而且，這種終端不限場所，人們可以在家里、辦公場所都能運行自如。這種由于納米終端提供的平臺有很多無可比擬的優勢，具體表現在：（1）清潔。納米終端可以滿足隨時清理結構中塵土和垃圾的功能，能夠隨時重整磁盤;（2）充電。納米終端能夠自我充電，在電量不足時能夠從太陽能、風能等資源中獲取能量來維持程序的運行;（3）檢測環境。納米終端根據芯片能夠感應環境的變化，和空氣污染指數;（4）柔韌透明。納米終端柔韌性較好，抗彎曲，且透明。

3.云計算

云計算是一種虛擬化的技術，主要用于中央控制服務器上，用于數據的儲存和應用的執行操作。云計算可以實現不在終端上儲存數據，能利用因特網來直接進行數據的讀取。而在納米技術中，可以通過云端儲存實現用戶利用自己的賬戶管理全球性儲存服務器中文件。云計算是網絡發展的一種指標，指引網絡發展方向。由于云計算要保證數據的安全性，因此必須有可信賴的運營商作為后盾，利用他們豐富的網絡經驗來完成增值服務，這樣會使5G無線通信技術更加方便。云計算主要有三個部分組成：（1）應用。云計算主要應用于即時軟件。（2）平臺。（3）基礎建設。基礎建設是云計算的核心支柱。如果5G無線通信技術能夠很好地利用這三個部分將會實現更優質的服務。

4.全IP網絡

全IP網絡是一個平臺，是3GPP系統的升級，可以實現5G納米技術，用戶可以通過IP網絡獲取即時信息。這種網絡會通過綜合分析提供優化方案，供運營商比較分析。全IP網絡有很多優點：節省費用、實現全球性無縫鏈接、更優質的用戶服務等。

三、5G無線網絡技術的應用

1.5G的高速度

從統計的4G中TD-LTE的數據來看，下載速度可以達到40M/s，已經能夠滿足大數據量傳輸的數據業務需求，而5G無線通信技術的下載速度可以達到3.6G/s。就硬盤讀寫速度來說，5G無線通信技術的讀寫速度達到了250M/s，大大超過了硬盤的讀寫速度，導致傳統的儲存設備失去地位。

安卓系統主要用于智能手機和平板電腦中。他的架構和操作系統一樣，都是分層架構。從架構來看，安卓系統分為四層，其中的系統內核層中，就運用到5G納米核心技術。5G技術實現的高速傳輸能夠實現云儲存端和終端的同步，大大節省了儲存空間，也極大地提高了系統的安全性。

2.5G的高兼容性

5G能夠完成統一通信行業的重任。根據技術設計方向，開發的5G技術可以容納4G、3G、2G中的通信協議以及全能通信平臺。這種高兼容的通信平臺可以更好地整合資源，大量節約成本。

近距離無線技術的廣泛使用，促使5G技術兼容性更好，支付更安全。比特幣是由5G技術衍生出的概念型產品，是一種虛擬性的貨幣。這種貨幣是由開源的P2P軟件產生的，能夠通過特定算法的而大量產生。比特幣是通過分布式數據庫來記錄交易行為，因此避免了通過大量制造比特幣來人為操控幣值。這種虛擬的貨幣，慢慢被認可。而5G通信技術的安全性和高兼容性，為比特幣的使用提供了保障。

四、結束語

5G無線通信技術的應用將會引起通信行業新一輪的大變革。從目前的運營收入來看，收入成分還是主要集中于語音、SMS服務上，而高速數據服務的發展仍然比較緩慢。但是，隨著新技術的開發和應用，通信行業將會不斷發生變革，促使無線網絡日益強大，用戶的需求也會越來越多樣化和個性化，因此，5G無線通信技術的研發必定會受到越來越多的重視。5G無線通信技術的發展也必將越來越快。5G無線通信技術會給人們帶來越來越多的便利，在軍事、醫療、建筑、教育等方面也會發揮越來越大的作用，實現信息前所未有的便捷，使世界更智能、更完善。

參考文獻：

[1]張勉.移動通信技術的發展歷史及趨勢.網絡與通信.2016，55.

[2]張明，張平，張建華.4G無線通信系統的信道特性.移動通信.2010，43.

[3]尤肖虎.5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術[J].中國科學.2014，5.