5G無線通信技術(shù)及應(yīng)用分析

王浩鑌

（湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引 言

現(xiàn)階段，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)已成為衡量國家綜合實(shí)力的重要方面。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)使人們的生活從傳統(tǒng)落后的方式轉(zhuǎn)變?yōu)榕c時(shí)代發(fā)展相適應(yīng)的生活方式，讓更多的人在獲取所需信息時(shí)感受到信息技術(shù)的便利性和快捷性。

1 5G無線通信技術(shù)的概念

5G無線通信技術(shù)是信息技術(shù)在信息時(shí)代下不斷發(fā)展的產(chǎn)物。5G無線通信技術(shù)是基于2G、3G、4G，并進(jìn)行了進(jìn)一步的發(fā)展，是新時(shí)期人們進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)的第一選擇。無線互聯(lián)網(wǎng)通信工程中，5G無線通信技術(shù)一直扮演著極為關(guān)鍵的角色，另一個(gè)重要角色是納米技術(shù)，二者相互聯(lián)系又相互影響。如果沒有納米技術(shù)，5G無線通信技術(shù)就沒有具體的表現(xiàn)方式；如果沒有5G通信技術(shù)，納米技術(shù)的作用和重要性也無法體現(xiàn)。當(dāng)通信技術(shù)發(fā)展到一定階段時(shí)，需要對(duì)5G通信技術(shù)充滿信心，要充分挖掘其具備的優(yōu)勢(shì)來彌補(bǔ)以往信息技術(shù)的缺陷，并且讓信息技術(shù)領(lǐng)域的工作人員在運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)的過程中不斷積累經(jīng)驗(yàn)。

2 無線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國無線通信技術(shù)的發(fā)展之路逐漸走向移動(dòng)通信的道路，無線通信使用的便捷性越來越多地通過移動(dòng)終端的使用來體現(xiàn)。目前，一種在短距離下實(shí)現(xiàn)高頻無線通信技術(shù)的近場(chǎng)通信，又被稱為NFC，加快了我國無線通信技術(shù)的發(fā)展。這是由于NFC與其他電子設(shè)備之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸開始借助移動(dòng)終端來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。作為信號(hào)傳輸中的重要組成部分，NFC不僅在傳輸信號(hào)的速度方面表現(xiàn)突出，而且還具有成本低、耗能低的優(yōu)點(diǎn)，帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益，很好地表現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性發(fā)展的原則。雖然4G網(wǎng)絡(luò)和WiFi是目前的主要通信技術(shù)，也是人們最常用的信息技術(shù)，但是5G通信技術(shù)以逐漸開始在我國建設(shè)和推廣[1]。

3 5G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 綠色通信技術(shù)

移動(dòng)通信技術(shù)在全球范圍內(nèi)的信息技術(shù)發(fā)展中扮演著重要的角色。5G通信技術(shù)的興起，使綠色通信技術(shù)能有效地改善耗能高問題。廣大通信系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)者，需掌握好能源消耗和頻譜效率之間的關(guān)系，充分優(yōu)化各種通信資源，使通信技術(shù)的發(fā)展更具綠色化[2]。

3.2 云計(jì)算技術(shù)

相關(guān)調(diào)查研究表明，5G通信技術(shù)的范圍會(huì)逐漸大，這種規(guī)模的擴(kuò)大將會(huì)進(jìn)一步拓寬到國內(nèi)領(lǐng)域，甚至是國際領(lǐng)域。這就充分體現(xiàn)了云計(jì)算技術(shù)的巨大作用，其會(huì)實(shí)現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)信息被順利地接入到通信系統(tǒng)中，據(jù)估計(jì)，接入的數(shù)量將會(huì)在全球范圍內(nèi)超過500億個(gè)。由于使用者的需求和要求會(huì)隨著時(shí)代的不斷發(fā)展而不斷增多和提高，導(dǎo)致5G通信設(shè)備在服務(wù)與計(jì)算兩方面會(huì)改變以往只注重速度而忽視質(zhì)量的問題，從而迅速提高服務(wù)質(zhì)量水平與計(jì)算水平。基于此，我國5G無線通信技術(shù)會(huì)由于云計(jì)算技術(shù)的存在而得到更深一步的發(fā)展和提高，從而擁有無限寬闊的發(fā)展前景。對(duì)于終端設(shè)備，5G無線通信技術(shù)的出現(xiàn)不僅會(huì)增強(qiáng)計(jì)算能力，還會(huì)進(jìn)一步提升通信信息傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量[3]。

3.3 高頻傳輸技術(shù)

由于傳統(tǒng)通信技術(shù)運(yùn)用的頻段往往保持在30 kHz～6 GHz，這與5G通信技術(shù)的發(fā)展要求無法契合，無法確保5G無線通信技術(shù)在新信息環(huán)境下得到長期的發(fā)展，因此高頻傳輸?shù)募夹g(shù)應(yīng)運(yùn)而生。5G無線通信技術(shù)中，一般都會(huì)以毫米波技術(shù)作為解決網(wǎng)絡(luò)擁擠現(xiàn)象的有效手段，既成功解決了傳統(tǒng)通信技術(shù)運(yùn)用的不足，又為5G通信技術(shù)的發(fā)展提供了無限的可能性[4]。

3.4 新型多天線傳輸技術(shù)

隨著通信產(chǎn)業(yè)在通信市場(chǎng)上競(jìng)爭日趨激烈，導(dǎo)致頻譜資源出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象。因此，新型多天線傳輸技術(shù)被視為解決頻譜資源緊張與不足的新型技術(shù)。未來通信技術(shù)發(fā)展中，將會(huì)把該技術(shù)作為最為關(guān)注的一個(gè)內(nèi)容，并將它作為催動(dòng)5G通信技術(shù)發(fā)展的最佳渠道。新型多天線傳輸技術(shù)得到廣泛應(yīng)用后，不僅在干擾增益和陣列增益方面取得了引人注目的績效，能夠使邊緣用戶的頻率效率和小區(qū)的頻率效率得到實(shí)質(zhì)性的提高，而且在空間位置劃分方面起到重要作用，能夠有效且明確地劃分空間位置，使得多個(gè)用戶的各種需求都得到最大限度的滿足，進(jìn)而讓他們享受到優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和良好的體驗(yàn)，最終極大程度地提高了通信效率。

3.5 異構(gòu)無線通信技術(shù)

單純的數(shù)據(jù)、語音短信業(yè)務(wù)已經(jīng)不能滿足5G通信時(shí)代的要求，而異構(gòu)無線通信技術(shù)是多種技術(shù)的融合，能對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進(jìn)行充分的挖掘。在5G通信技術(shù)背景下，異構(gòu)無線通信技術(shù)能形成多元化的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)全方位的信號(hào)覆蓋。建立異構(gòu)無線通信技術(shù)時(shí)可以使用小區(qū)部署和D2D通信，小區(qū)部署主要內(nèi)容是在各個(gè)小區(qū)中設(shè)置質(zhì)量高的小型基站，然后將網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量和傳輸速度進(jìn)行有效的提高，形成一個(gè)宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)。D2D通信主要是為了滿足局部地區(qū)對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)展的需求，充分實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息之間的傳遞，增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性，提高傳輸速率[7]。

4 5G無線通信技術(shù)的市場(chǎng)應(yīng)用前景

4.1 5G無線通信技術(shù)在自動(dòng)駕駛汽車中的應(yīng)用

自動(dòng)駕駛汽車能夠在5G無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用下得到快速的回應(yīng)和協(xié)調(diào)支持，不管是在中央控制器之間還是在十字路口，甚至是有他人在現(xiàn)場(chǎng)與司機(jī)有交流使得一定干擾存在。這與“擺脫了紅綠燈指示的汽車仍能夠有序的駕駛，車與車之間也是緊緊遵循無形的交通規(guī)則，而并不會(huì)和其他車子發(fā)生碰撞，最終造成嚴(yán)重事故”的事件是一致的[5]。

4.2 5G無線通信技術(shù)高兼容性在各方領(lǐng)域的應(yīng)用

5G無線通信技術(shù)融合了2G、3G、4G通信協(xié)議和NFC、WiFi等通信技術(shù)，擁有極高的兼容性，能在很大程度上減少后期維護(hù)費(fèi)用和開發(fā)成本。由于5G無線通信技術(shù)及時(shí)抓住了“近距離無線技術(shù)正在不斷的擴(kuò)大應(yīng)用范圍”這一良好時(shí)機(jī)，并通過一系列努力使支付方式更具安全性、可靠性和高兼容性，因此還衍生出了一系列的概念型產(chǎn)品。這種高兼容性的應(yīng)用大多以比特幣為主要體現(xiàn)。這是一種由開源P2P軟件開發(fā)的虛擬性貨幣，其只需要通過特定算法計(jì)算而生，不需要通過統(tǒng)一的貨幣機(jī)構(gòu)發(fā)行，利用了網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，形成分布式數(shù)據(jù)庫，再對(duì)各種交易行為進(jìn)行確認(rèn)和仔細(xì)記錄[6]。

5 結(jié) 論

這是一個(gè)以互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)為主要特征的大數(shù)據(jù)時(shí)代，5G無線通信技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展實(shí)際上是該時(shí)代發(fā)展到某一階段的產(chǎn)物，將會(huì)為人們的生產(chǎn)生活帶來極大的便利。