5G移動通信技術發展與應用趨勢

王越洋 尹君逸 謝浩糧

【摘 要】跟隨社會經濟的不斷發展，各領域的交流和聯系更加緊密，移動通信技術對此起到了極大的促進作用，因此在社會發展中的地位也愈加突出，其技術水平得到了迅速發展。目前，4G移動通信技術已得到廣泛應用，隨著社會發展的需求，對移動通信質量提出了更高的要求，所以，5G移動通信技術受到了全球較大的關注。本文將對5G移動通信技術的特點和關鍵技術進行闡述，分析其發展與應用趨勢。

【關鍵詞】5G移動通信技術;發展趨勢;應用趨勢

第五代移動通信技術即5G移動通信技術，簡稱為5G技術，是基于4G技術建立的最新一代蜂窩移動通信技術[1]。當今網絡與信息技術的迅速發展下，人們對移動通信技術有了更多、更高的新要求，促進了移動通信技術向更快速、更高效、更智能化的方向發展，從2G發展到盡頭的4G，再到即將實現的5G。相比之前而言，在技術層面有了明顯的突破，打破以人與人通信為核心，向人與物通信、物與物通信轉變。因此，對其發展與應用趨勢的研究具有重大意義。

一、5G移動通信技術的特點

（一）速度提升

如今的快節奏生活與工作，促使人們特別是網絡速度要求很高的領域的人員，如見建設智慧城市、智慧家庭等，對網絡速度有了更高的要求，同時，提升網絡速度一直都是移動通信技術的重點發展方面。5G的基站峰值不低于20Gb/s，然而這僅僅是峰值速度，實際中因各種因素影響，用戶的實際體驗速度可能有所不同，最大程度地滿足用戶的網絡速度需求，支持VR視頻的可能性較高，同時對未來的網絡速度高要求行業提供了更多的機遇和可能，。

（二）網絡安全構建

以往傳統通信技術上互聯網重視的是信息傳輸無障礙、速度快，建立開放、自由、共享的互聯網。在5G技術基礎上，互聯網的建設側重點為智能化，實現信息傳輸是基礎，更重要的是建立社會與生活的新體系和新機制。智能互聯網對5G提出的新要求是安全、方便、高效、管理。其中構建安全體系要求重點，對之后的互聯網運行有密切性影響。如果智慧家庭系統很容易被攻破，家庭安全將無法得到保障;如果交通駕駛系統被攻破，受人控制，對駕駛人與乘坐人的人身安全造成極大威脅[2]。5G技術加強了安全機制，并不完全開放網絡，對部分信息進采取加密措施。

（三）覆蓋廣泛

各行業務的不斷發展，對網絡的需求變得更多，對網絡業務起到了一定的促進作用。以往，在偏遠地區尤其是僅少量人居住的地區，并沒有對其進行網絡覆蓋。5G覆蓋若能包含這地區，無疑對社會發展具有很大價值，通過部署傳感器，充分檢測當地的空氣質量、環境情況以及地貌特征，為地質學的各項研究提供了大量可靠數據，同時還能降低人力檢測資源耗費，避免地勢險惡造成的人身事故。另外，在衛生間、地下超市、地下停車場等空間內網絡質量較差，或某些空間內網絡極不穩定，時好時差，5G的實現，這些問題將得到非常好的改善。

二、5G移動通信技術的關鍵技術

（一）超密集組網

實施2G技術時，全國網絡覆蓋僅靠幾萬個基站就得到實現，在實行4G是就達到了500萬個基站，然而5G的時間需要達到每平方公里就有100萬個設備，可想而知組網的密集程度。不同的終端對速率和功耗的需求不同，所使用的頻率也不同，對網絡通信服務質量的要求也不同[3]。因此，各網絡之間極易產生相互干擾。超密集部署促使小區邊界數據量增加，加之小區的不規則形狀以及用戶的頻繁切換，要想滿足其移動性需求，將要求新的切換算法。因此，密集的、復雜的、異型結構的多用戶網絡若想保持平衡、穩定，仍需要不斷完善算法。

（二）新型無線技術

多入多出系統：該技術從2×2提高了4×4。設備空間有限，若要容納很多天線極不現實，則需要基站端疊加多入多出系統。目前，基站端能容納的天線數量最多256根，通過二維排布，可實現3D波束成型，進而促使信道容量的提高。頻譜共享：將5G擴展到多個維度，實現超大容量、使用更多頻譜、支持系部署場景。為運營商提供了機遇。毫米波：5G技術將首次使用24GHz以上頻段的毫米波，極大程度地提高了數據傳輸速度和容量。

三、5G移動通信技術的發展與應用趨勢

（一）實現云端化

工作、學習中會經常用到移動硬盤，確實能夠對轉移數據或傳輸數據提供了很大便捷，但經常出現因對其保管不妥善或硬盤被損壞，導致數據、資料、文件丟失，這無疑給人們帶來了許多麻煩。5G的廣泛覆蓋和支持下，硬盤將逐漸被云盤取代[4]。相對硬盤，云盤具有更多優勢，用戶將沒有文件或資料被病毒感染的憂慮，超大的儲存容量可滿足用戶的容量需求，由于云盤并不是實物，因此不會出現丟失的情況。云端化的實現將會加大移動數據的業務量，5G技術能夠滿足更高的運行速度和質量要求，提高用戶的體驗滿意度。

（二）實現自組織網絡

自組織性網絡是5G的重要技術，實現自規劃、自配置、自愈合以及自優化。自規劃：動態執行網絡規劃，滿足系統的業務檢測、容量擴展以及結果優化等的需要。自配置：實現即插即用，安裝簡易、成本低廉[5]。自愈合：系統自行進行檢測，并自動對檢測到的問題進行解決，降低系統維護成本，因為自愈合能快速檢測問題、快速排除障礙，把對用戶體驗以及網絡質量的影響降到最低。將自組織網絡技術應用其中，在網絡效率和網絡維護方面具有更大的優勢，同時能夠有效減少運營支出和成本，目前自組織網絡中的各項自動化操作還需要增強相互之間的協作性。

（三）實現網絡互聯

在傳統的通信中，終端有限，電話、手機等僅按人進行定義。5G時代的到來，將對這一方面做出極大改變，終端將不再按人來定義。5G技術在數據處理上，有更高的效率和吞吐量。在未來，不僅只有手機接入到網絡終端，生活中的很多物品都有接入網絡的可能性，比如眼鏡、門鎖、家電、汽車等[6]。逐漸實現家庭智慧化。未來可能會實現遠程醫療、虛擬現實、無人駕駛、智慧化城市等。政府可對城市的發展、社會的建設實施有效的監督與管理，能夠及時作出預防不良發展策略，進而社會更高效地發展。

四、結語

5G通信移動技術具有高速度、覆蓋廣、功耗低的特征，有巨大的市場發展前景，同時，與傳統移動通信技術相比較，服務性能更高，對用戶體驗的完善贏得了大量消費者的認可。目前，烏鎮區已率先實現了5G商用網絡的覆蓋，預計明年眾多地區將實現5G覆蓋。在未來，5G技術將不僅提高人與人之間的通信效率，在云端化和萬物互聯方面將實現重大突破，尤其是云端化發展，將實現更高效的無線資源管理、海量數據流的高效傳輸。總之，在科學技術的發展和社會的進步中，5G網絡終端不僅針對手機，還有家電、無人駕駛、公共設施設備等，提高人們生活水平，推動產業經濟發展，加快社會發展腳步。

參考文獻：

[1]曾劍秋.5G移動通信技術發展與應用趨勢[J].電信工程技術與標準化，2017，30（2）：1-4.

[2]李顯松.5G移動通信技術及未來發展趨勢[J].數字通信世界，2018，No.162（6）：82.

[3]廖溢宏.5G移動通信技術的發展與應用趨勢[J].通信電源技術，2018，35（9）：187-188.

[4]劉志云.5G移動通信技術發展與應用趨勢研究[J].無線互聯科技，2018，15（15）：8-9.

[5]張紅福.淺析5G移動通信技術及未來發展趨勢[J].數字通信世界，2017（6）：83-84.

[6]馬力君，李世成.淺析5G通信發展趨勢與若干關鍵技術[J].中國新通信，2017，19（18）.

（作者單位：河南黃河河務局信息中心）