第5代移動通信網絡的新業務及其關鍵技術分析

胡 健，劉炎東，白 波，王蔚瓊

（中國移動通信集團設計院有限公司，天津 300000）

1 第5代通信網絡特征

由于當前移動通信網絡面對市場用戶和業務需求迅速增長，而目前技術能力卻無法滿足的矛盾問題，所以通過對技術進行升級，為使用者提供在低成本的基礎上體驗高速、低延時、海量信息的移動通訊網絡服務勢在必行。過去使用是4G技術已經無法滿足當前新業務要求，所以5G技術的出現，給移動通信網絡未來發展提供了有力的技術支持。與4G移動網絡相比，當前對5G提出的業務要求具有以下幾點特征：第一，需要實現更高的數據傳輸效率，目前LTE峰值的速率可以到達100Mb/s，與4G移動網絡速度相比提高了10-100倍，數據傳輸峰值可以達到10Gb/s，用戶使用體驗速度能達到0.1～1Gb/s，所以為用戶提供了更加優質的使用體驗。第二，要求網絡延時有效降低。使用5G移動網絡的延遲和4G移動網絡相比，不到其1/10-1/50，延遲已經控制在毫秒計算的時間范圍之內，同時，在業務延時方面空口可以控制在1毫秒以內，通信環境速度高達500km/h。第三，需要提高系統頻譜的效率。頻譜資源是移動通信中的核心資源，使用5G移動通信技術可以有效提高頻譜效率，使大量頻譜資源得到利用，從而滿足用戶日益增長的流量需求。第四，實現大連接和低功耗。5G移動網絡自數據連接方面，連接數1000K每平方千米，連接網絡的移動設備是4G移動網絡的100倍，并且可以實現能耗的降低，使能量使用效率提高到10倍以上。正式由于5G移動通信網絡具備以上這些優勢特點，所以相關的關鍵技術得到快速發展。

2 第5代通信網絡新業務研究

2.1 基于第5代通信網絡的物聯網新業務

近年來物聯網發展勢頭迅猛，將5G通信網絡技術與物聯網進行深度融合，能夠提高醫療器械、工業設施、交通工具以及智能家居等領域的智能化水平，滿足人們的個性化服務需求。在此基礎上，可以進一步推進無人駕駛技術走向成熟，實現各種工業設備的遠程精準操控，最終實現萬物互聯的目標。例如，在交通運輸方面，想要有效提高人們的出行效率、找到可持續能源動力方式、使駕駛聯網和保證出行安全，都可以通過將物聯網、智能分析系統和網絡寫作相連接而得到解決和優化。同時，在設備遠程操控方面，也可以利用物聯網+5G移動通信服務實現更加快速和精準的操控模式，在延遲縮短的情況下，能夠突破過去在遠程操控方面存在的難題，提高設備遠程操控效率。未來，在較為危險的工作環境當中一系列勞動也都可以利用5G通信網絡技術連接設備，實現實時的設備操作和監控，從而實現各個領域的安全作業。

2.2 基于第5代通信網絡的媒體類新業務

當前，媒體類業務在人們的生活中隨處可見，為人們提供了豐富的娛樂資源和學習資源。媒體類業務主要包括各種視頻業務，和最新興起的虛擬業務等。在5G通信網絡環境之下，媒體類業務的性能將得到極大提升，移動性也會更加便捷，為用戶提供更好的學習和娛樂體驗。5G通信網絡技術的推廣和應用，在很大程度上回促使當前視頻通話、視頻點播、視頻直播、視頻監控以及視頻會議的改革與創新，使虛擬更趨近與現實。利用5G通信網絡，能夠在瞬間傳輸各大的數據量，所以各種網絡資源可以得到更加充分的利用，網絡當中的圖像也會更加清晰。在5G時代背景下，使用移動終端就可以在任何地點體驗優質的視頻會議，并且視頻通話會給用戶帶來身臨其境的感覺。在視頻監控方面，隨著技術的不斷進步，無線高清攝像頭能夠放置在任何地點，使遠程監控成本降低。隨著5G技術的繼續發展，網絡虛擬現實技術將成為互聯網當中最大流量入口，在各行各業和娛樂學習當中得到廣泛的應用。當前的虛擬設備主要分為兩種，一種是PC式頭盔，另一種是手機式頭盔。PC頭盔當前主要是為一些自身的游戲玩家和對游戲有較高體驗要求的玩家提供虛擬游戲服務，在這種虛擬環境當中，畫質精細，并且能夠提高用戶在游戲當中的存在感，在使用過程中，主機和頭盔之間需要進行連接并傳輸大量的數據信息，使用有線連接方式會直接影響用戶的體驗感，所以，通過結合5G進行數據傳輸，可以實現數據無線傳輸、大容量傳輸、高效傳輸和低延時傳輸，為用戶提供隨時隨地的虛擬現實體驗。手機式頭盔主要是為觀影和輕度的游戲需求用戶提供虛擬現實服務，利用5G通信網絡，能夠利用云端進行數據的下載，還能將較高要求的視頻渲染工作交回給云端進行處理，頭盔負責信息傳達和視頻展示，將渲染好的高質量視頻幀利用無線傳輸的方式高速的傳遞給頭盔，用戶就能觀賞到實時進行傳輸的視頻。

3 第5代通信網絡關鍵技術研究

3.1 第5代通信網絡高頻段的使用

我國目前僅使用4G網絡通信技術雖然覆蓋范圍很廣，可以滿足普通用戶需求，但區間頻譜資源欠缺，如果能夠更加充分的利用頻譜資源，將會降低頻譜資源緊張，給互聯網技術帶來新的突破。隨著5G技術的不斷成熟，高頻段的充分利用手段將成為未來發展趨勢。高頻段使用對社會產生以下影響：寬帶資源更加充足、移動設備網絡速度更快、各種連接網絡的設備都會變的更小方便攜帶等。

3.2 第5代通信網絡密集網絡的應用

由于當前移動智能終端設備發展迅速，所以未來對數據流量的需要將會呈現井噴式的增長，并且會呈現較為集中的趨勢，逐漸形成數據流量使用的熱點區域，在這種情況下，應用超密集網絡技術，能夠使5G網絡在使用方面更加人性化，并且保證在熱點區域和熱點時間段，網絡傳輸速度的提升。

4 結束語

綜上所述，5G網絡的發展和應用可以改變人們的工作和生活方式，雖然在一些領域相對不夠成熟，但隨著科技的不斷發展，5G網絡將發揮出更大的優勢。