5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

文｜劉浩

信息化研究Informatization-Research

5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

文｜劉浩

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的飛速發(fā)揮發(fā)展，人們的生活已經(jīng)離不開(kāi)手機(jī)，因此對(duì)于移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展需求也愈強(qiáng)烈，同4G技術(shù)相比，5G移動(dòng)通信技術(shù)擁有更好的信號(hào)覆蓋性，同時(shí)也讓移動(dòng)數(shù)據(jù)信息的安全性得到了大幅度的提升，增強(qiáng)了用戶(hù)的體驗(yàn)性。

一、5G移動(dòng)通信技術(shù)概念

5G是第五代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，同時(shí)也可以理解成為是第五代移動(dòng)電話(huà)的行動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，5G是4G的延伸，目前正在科學(xué)系統(tǒng)地研究當(dāng)中，5G移動(dòng)通信技術(shù)最高網(wǎng)速可以達(dá)到5M/s-6M/s。同4G相比較來(lái)看，5G技術(shù)的提升可以說(shuō)是全方位的，而且依照3GPP的定義，5G移動(dòng)通信技術(shù)擁有更高的性能，并且具有高能量和低延遲的特性，可以在毫米波、小基站，波束成形以及全雙工、Massive 大規(guī)模MIMO技術(shù)中得到更好地發(fā)揮和應(yīng)用。

二、5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展

對(duì)于5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，我們可以從2013年5月韓國(guó)三星電子公司率先宣布成功開(kāi)發(fā)了第五代移動(dòng)通信技術(shù)中的核心技術(shù)開(kāi)始說(shuō)起，三星電子公司認(rèn)為，預(yù)計(jì)到2020年時(shí)，有望將5G技術(shù)完全推廣并商業(yè)化。此時(shí)5G移動(dòng)通信可以在28GHz的超高頻段以的1Gbps以上的速度來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，最長(zhǎng)的傳送距離能夠達(dá)到2公里，理論上通過(guò)5G移動(dòng)通信技術(shù)下載一部高清畫(huà)質(zhì)的HD格式電影只需要用1s。到2015年5月，我國(guó)的酷派公司也提出了5G移動(dòng)通信的技術(shù)概念，完成了移動(dòng)通信終端的基站化，隨后在2015年6月，國(guó)際電信聯(lián)盟ITU組織公布了5G移動(dòng)通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間表，并且將5G移動(dòng)通信技術(shù)正式更名為IMT-2020，希望能夠在2020年以前，正式完成對(duì)5G標(biāo)準(zhǔn)的制定。在2016年的1月7日，我國(guó)工信部正式召開(kāi)了5G移動(dòng)通信技術(shù)研發(fā)啟動(dòng)大會(huì)。在2017年2月9日，國(guó)際移動(dòng)通信3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織正式承認(rèn)并宣布了“5G”官方標(biāo)志。

三、5G移動(dòng)通信技術(shù)的內(nèi)容、特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

（一）內(nèi)容

1.智能技術(shù)

所謂5G移動(dòng)通信技術(shù)中的智能化技術(shù)主要指的是基于第五代移動(dòng)通信技術(shù)所打造的云計(jì)算平臺(tái)，可以通過(guò)大型服務(wù)器來(lái)負(fù)責(zé)路由器和交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)的連接，從而使得四維的移動(dòng)通信數(shù)據(jù)能夠被傳遞到中心數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，進(jìn)而對(duì)中心數(shù)據(jù)庫(kù)里面的信息進(jìn)行資源共享。

2.多天線(xiàn)傳輸技術(shù)

多天線(xiàn)傳輸技術(shù)主要是將有源天線(xiàn)依照特定的順序進(jìn)行排列，從而形成3D_MTMO技術(shù)，能夠很好地配合第五代移動(dòng)通信技術(shù)當(dāng)中的毫米波技術(shù)，進(jìn)而重新擴(kuò)大通信信息的覆蓋范圍，目的是為了可以減少對(duì)移動(dòng)通信信號(hào)發(fā)射塔的數(shù)量，降低移動(dòng)通信技術(shù)的建設(shè)成本。

3.同時(shí)同頻技術(shù)

關(guān)于同時(shí)同頻的全雙工技術(shù)，可以被理解為傳播學(xué)理論中的施拉姆循環(huán)式，其中的一端在同一段時(shí)間內(nèi)，既可以被認(rèn)為是信號(hào)的來(lái)源，也能夠被理解成為信號(hào)的末端，這也就意味著，在信號(hào)的兩端可在一時(shí)間內(nèi)接收信息和輸送信息，大幅度提高了一段時(shí)間內(nèi)的信號(hào)傳送效率。

4.新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)

自5G移動(dòng)通信技術(shù)提出以來(lái)，該技術(shù)的應(yīng)用目的就是要能夠提升信號(hào)資源信息的傳送效率，同時(shí)還能夠有效地節(jié)約信號(hào)傳送成本，所以需要應(yīng)用到新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)，從而有效地降低架構(gòu)計(jì)劃建設(shè)成本，方便對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行維護(hù)，還可以提高信息傳送的網(wǎng)絡(luò)覆蓋程度，目前應(yīng)用范圍比較廣的是云架構(gòu)技術(shù)和C.RAN技術(shù)，C.RAN技術(shù)是一種新型的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而云架構(gòu)技術(shù)主要是指大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下的云計(jì)算技術(shù)。

（二）特點(diǎn)

5G移動(dòng)通信技術(shù)的特點(diǎn)，主要是在前4代移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)上來(lái)說(shuō)的，而且相對(duì)于4G移動(dòng)通信技術(shù)有了很大的進(jìn)步。其一是信息傳送速度變快，基本上超越了第一代移動(dòng)通信傳送速度的100倍以上。第二個(gè)特點(diǎn)是信號(hào)在一次性數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中，可以攜帶的數(shù)據(jù)信息量大幅度增加。第三大特點(diǎn)就是信息在傳送過(guò)程中失真度降低，同樣，5G移動(dòng)通信技術(shù)在信息傳送時(shí)，可以將信息的失真度進(jìn)行壓縮，同第一代移動(dòng)通信技術(shù)相比，失真度降低了100倍。其四，第五代移動(dòng)通信技術(shù)的覆蓋范圍可以變得更加寬泛，而且不局限在移動(dòng)通信的單一渠道內(nèi)，希望在2020年的時(shí)候，能夠打造出全球范圍的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)。第五，5G移動(dòng)通信技術(shù)擁有傳送速度快，傳送帶寬擴(kuò)大的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，可以讓5G通信技術(shù)很好地避免信息在傳輸過(guò)程中的遺失和浪費(fèi)。

（三）優(yōu)勢(shì)

為了能夠更好地提升5G移動(dòng)通信技術(shù)的數(shù)據(jù)支撐水平，需要讓5G移動(dòng)通信技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無(wú)線(xiàn)傳輸中保證數(shù)據(jù)信號(hào)的穩(wěn)定性，比如說(shuō)在5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用中，能夠引進(jìn)一些先進(jìn)的多址接入技術(shù)以及多天線(xiàn)技術(shù)，設(shè)計(jì)一些新的波形，通過(guò)應(yīng)用智能化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)來(lái)完成組網(wǎng)，同時(shí)使用統(tǒng)一的自組織網(wǎng)絡(luò)和異構(gòu)超密集技術(shù)來(lái)進(jìn)行5G通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)部署。因此5G移動(dòng)通信技術(shù)的主要核心優(yōu)勢(shì)就在于使用了高效能的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，還有現(xiàn)代化高密度無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)， 在應(yīng)用大規(guī)模MIMO技術(shù)的原則上，引入了功效效率和頻譜效率的概念，大大提高了移動(dòng)通信技術(shù)量級(jí)，開(kāi)啟了以移動(dòng)通信頻譜應(yīng)用的新畫(huà)面，在超密集網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)干擾管理與網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的方式，能夠極大程度地提升無(wú)線(xiàn)高密度網(wǎng)絡(luò)的容量值。

四、5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用及前景展望

（一）物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)

將5G移動(dòng)通信技術(shù)更好地應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)中，可以讓人們提前進(jìn)入智能家居時(shí)代，比如說(shuō)林內(nèi)熱水器的應(yīng)用，即使主人不在家里，也能夠通過(guò)智能手機(jī)中的客戶(hù)端對(duì)熱水器進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，控制熱水器的開(kāi)關(guān)以及水溫的加熱度數(shù)，還可以對(duì)主人的所在位置自動(dòng)定位，當(dāng)距家里位置達(dá)到設(shè)定數(shù)值時(shí)，手機(jī)中的客戶(hù)端會(huì)對(duì)主人進(jìn)行提示。

（二）生活云端化

5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)12K視頻的播放，讓人們享受到高清晰度的畫(huà)面，同時(shí)還能夠帶領(lǐng)人們走入到云端生活時(shí)代，大幅度提升網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)空間，人們不必再隨身攜帶移動(dòng)硬盤(pán)了，只需要將移動(dòng)數(shù)據(jù)上傳到云端即可，只要連接了互聯(lián)網(wǎng)，隨時(shí)可以從云端上閱覽并下載文件。

（三）智能互聯(lián)

5G移動(dòng)通信技術(shù)在智能互聯(lián)領(lǐng)域的應(yīng)用，目前主要是在家中老人、兒童和寵物狗身上安裝智能定位軟件，這樣就可以直觀(guān)地了解到他們的所在位置，不用再擔(dān)心他們走失了。還可以應(yīng)用在醫(yī)院的遠(yuǎn)程導(dǎo)診上面，通過(guò)視頻接入的方式，來(lái)了解患者的病情狀況，并針對(duì)患者疾病的恢復(fù)情況做出正確的指導(dǎo)。

綜上所述，相信在不久的明天，5G移動(dòng)通信技術(shù)一定可以完全實(shí)現(xiàn)，徹底改變了人們的生活，無(wú)論是在信息的傳輸安全，信息覆蓋率還是信息的保真度，5G移動(dòng)通信技術(shù)將會(huì)做的更好，做的更加完善，讓人們的生活更加方便、快捷，帶領(lǐng)人類(lèi)進(jìn)入高速的云端時(shí)代。

作者單位：廣東省電子信息高級(jí)技工學(xué)校