5G無線通信技術(shù)及應(yīng)用

吳國良，李 嬌

（1.中聯(lián)世紀（天津）科技股份有限公司，天津 430015；2.南寧市政協(xié)綜合科，廣西 南寧 530028）

0 引 言

5G技術(shù)具體指的是第5代的移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，該項技術(shù)最基本的內(nèi)容就是云計算、NFV這類的技術(shù)，它豐富的內(nèi)涵也就決定了其具備其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無法企及的優(yōu)勢。目前，我國與移動通信有關(guān)的部門與單位正密切地關(guān)注著5G發(fā)展的進程，并在5G技術(shù)的研發(fā)之中投入了非常大的人力、物力與其他的研究力量，極大程度上提升了我國第五代無線通信技術(shù)的研發(fā)速度與質(zhì)量，本文將對5G網(wǎng)絡(luò)最為主要的四個技術(shù)進行深入的探究和詳細的闡述。

1 5G無線通信技術(shù)概述

1.1 5G無線通信技術(shù)的概念

5G技術(shù)是在先前移動通信技術(shù)的基礎(chǔ)之上建設(shè)革新得到的，它真正意義上實現(xiàn)了傳統(tǒng)技術(shù)的改造與更新?lián)Q代。跟傳統(tǒng)的通信技術(shù)如3G、4G對比，我們可以發(fā)現(xiàn)，5G技術(shù)會給人們帶來更加優(yōu)異的表現(xiàn)。5G技術(shù)一方面能夠優(yōu)化當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)之中信息資源的配置與高效的利用，從而全方位地提升信息的利用率，另一方面能夠給網(wǎng)絡(luò)用戶帶來更加優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)體驗、更多樣化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在這個時代，要想滿足用戶在網(wǎng)絡(luò)通信方面日益增長的需求，就必須集以往技術(shù)的優(yōu)點為一體。這樣才能夠保證該項技術(shù)在進入市場之后，能夠有所作為、深受歡迎。在實際的5G規(guī)劃之中，最為核心的就是巧妙利用IP扁平化這一概念，并且實現(xiàn)信息在不同的數(shù)據(jù)接口之間高效地傳輸交換[1]。

1.2 5G無線通信技術(shù)的優(yōu)勢

與以往的技術(shù)種類相比，5G技術(shù)有著更加凸顯和無法超越的優(yōu)勢[2]。

1.2.1 兼容性好

5G技術(shù)兼容的能力會較其他傳統(tǒng)的通信技術(shù)更加強勁一些，這是以前技術(shù)所不具備的，同時它整合了2G技術(shù)、3G技術(shù)、4G技術(shù)的特征與優(yōu)勢，逐步建立形成了一個滿足用戶全方位進行網(wǎng)絡(luò)通信的平臺。該平臺能夠滿足各式各樣的網(wǎng)絡(luò)通信需求，還具備WiFi連接的功能，極大程度上優(yōu)化了通信服務(wù)的水平，拓寬了通信服務(wù)的規(guī)模與范圍。在該平臺的基礎(chǔ)之上，支付行為會變得更加的安全與合理，大幅度降低了各方面存在的風(fēng)險。

1.2.2 傳輸速度快

5G無線通信技術(shù)可以大幅度提升用戶進行網(wǎng)絡(luò)通信的效率。在實際的信息傳遞與交換的過程中，5G通信技術(shù)可以極大程度加快信息傳遞的速度，5G的信息傳遞速度約為4G技術(shù)的十倍甚至?xí)^4G技術(shù)的十倍。這一數(shù)據(jù)便顯示5G無線通信技術(shù)具備極高的傳輸速度和傳輸效率。經(jīng)檢測，波段在28 GHz層面時，網(wǎng)絡(luò)上傳與輸送的速度為1 Gb/s，相等的條件之下，4G技術(shù)的網(wǎng)路上傳輸送速度只為75 Mb/s。同時，5G的非對稱數(shù)據(jù)傳輸效率也遠遠超過了2 Mb/s，這也在一定程度上表明5G技術(shù)具備超級強勁的信息傳送能力。

1.2.3 穩(wěn)定性強

5G技術(shù)具有極強的穩(wěn)定性，這也是其他通信技術(shù)所無法趕超的性質(zhì)。經(jīng)過實際的驗證，5G技術(shù)能夠進一步優(yōu)化信息網(wǎng)路資源的配置，大幅度提升資源的利用速度與利用程度。此外，科學(xué)合理地對此項技術(shù)進行應(yīng)用，能夠讓用戶體驗到更加穩(wěn)定流暢的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

2 5G無線通信的關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)如今，許多大型的通信商與有關(guān)的研發(fā)單位為5G無線通信技術(shù)的研發(fā)出謀劃策，舉出了一系列具備可行性與有效性的設(shè)計方案與設(shè)計方向。筆者總結(jié)分析了各類無線通信技術(shù)的設(shè)計方案與設(shè)計思路，從多天線傳輸技術(shù)、密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高頻傳輸技術(shù)、納米技術(shù)4個角度來對5G無線通信的核心技術(shù)進行探究與分析。

2.1 多天線傳輸技術(shù)

大規(guī)模天線陣列與MIMO通信技術(shù)能夠極大程度上提升通信頻率的利用程度與信息傳送的穩(wěn)定流暢程度，故而被廣泛地提出與應(yīng)用。其中，大規(guī)模天線陣列技術(shù)可以更加深入地開發(fā)挖掘出空間維度現(xiàn)存的資源，借助空分多址技術(shù)的功能，實現(xiàn)在同一個時間頻段之上讓同一個資源滿足更多用戶的需求。要想擴大小區(qū)基站的信息容納量并且提供更加迅速的數(shù)據(jù)下載及上傳速度，可以適當(dāng)?shù)貎?yōu)化改進MIMO天線的部分功能。

2.2 高頻傳輸技術(shù)

現(xiàn)如今，無線通信技術(shù)得到了空前的迅猛發(fā)展，有關(guān)技術(shù)也得到了越來越廣泛的應(yīng)用，然而無線通信機構(gòu)和有關(guān)部門擁有較少的低頻段頻譜資源，故而，很難再給5G無線通信技術(shù)配備新型的頻段。截至目前，人們要想確保5G無線通信技術(shù)的穩(wěn)定順利應(yīng)用，就必須調(diào)整每個頻段的頻率發(fā)射器，確保每個頻率發(fā)射器都處于最適合其工作的頻率之上。因此，未來5G技術(shù)將向高頻率的方向發(fā)展，特別是毫米波的頻段。目前，這個頻段擁有數(shù)量居多且規(guī)模極其龐大的頻譜資源，其帶寬較為連續(xù)且較寬，可讓短距離且高速率的傳輸變成未來的主流。不過，目前要想實際應(yīng)用高頻段器件技術(shù)還是十分困難的，有關(guān)研究人員需要克服諸多的困難、解決一系列的問題。

2.3 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

現(xiàn)如今，用戶具有更加嚴格的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)要求，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標準也隨之水漲船高，故而，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)該隨著時代的發(fā)展而不停地創(chuàng)新、優(yōu)化、完善。目前，有一款十分優(yōu)質(zhì)且行之有效的技術(shù)可供人們參考與使用，那便是應(yīng)用更加密集化小區(qū)網(wǎng)絡(luò)的部署。此項技術(shù)可以大幅度地提升5G技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力，不過要想確保該項技術(shù)能夠很好地應(yīng)用與推廣仍然有不小的難度。其中一個難題就是如何抗干擾。對于這一問題，最關(guān)鍵的解決辦法就是加強邊緣用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗感。

2.4 納米技術(shù)

對于納米科學(xué)，納米技術(shù)是相當(dāng)關(guān)鍵的一部分。納米技術(shù)就是在納米的范圍之內(nèi)進行相關(guān)的操作與調(diào)控。在納米領(lǐng)域中還包含有分子納米技術(shù)，該項技術(shù)一般用于分子原子工程的結(jié)構(gòu)調(diào)控過程，能夠十分高效地推動整個行業(yè)的發(fā)展，并且有利于規(guī)范化行業(yè)標準。現(xiàn)如今，每個人都能夠有機會使用移動智能手機，倘若在5G通信之中巧妙地加入納米技術(shù)芯片，也就是所謂的納米終端，可以讓廣大的用戶獲得更加迅捷且優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，用戶的通信與網(wǎng)絡(luò)交流也就會更加的順暢[3]。

3 5G無線通信技術(shù)的應(yīng)用

3.1 與安卓系統(tǒng)的核心層有效對接

5G技術(shù)在連接安卓系統(tǒng)方面具有極強的高效性。在實際的應(yīng)用過程中，可以利用安卓系統(tǒng)自身的開放源代碼來進一步優(yōu)化完善5G無線通信技術(shù)，進而使得5G技術(shù)具備更加優(yōu)質(zhì)的適應(yīng)能力。合理調(diào)配各個組分的架構(gòu)能夠確保系統(tǒng)的運行能力，進而大幅度擴充系統(tǒng)的存儲空間、優(yōu)化系統(tǒng)的存儲環(huán)境，并優(yōu)化信息通信的傳輸速度與穩(wěn)定程度。

3.2 與拍照技術(shù)結(jié)合

5G技術(shù)能夠很好地和攝影成像技術(shù)互相結(jié)合互相成就。在實際的攝影成像過程中，相機需要去抓捕和獲得動態(tài)的圖像。光場相機在拍攝的過程中就需要不小的存儲容量。在5G技術(shù)的推動之下，光場相機能夠獲得更大的存儲容量與更加優(yōu)質(zhì)的存儲環(huán)境，相機的圖像抓捕效率也進一步有所提升，進而提高相機的服務(wù)水平。

3.3 與云計算結(jié)合

5G技術(shù)具備較為明朗的發(fā)展前景與發(fā)展趨勢，可謂是大勢所趨。5G技術(shù)還可以和移動云計算結(jié)合在一起，建立健全分布式移動和計算協(xié)同的整體結(jié)構(gòu)，確保云計算端具備良好的服務(wù)質(zhì)量。在未來，5G技術(shù)必定是為人們所需要的重要技術(shù)。

4 結(jié) 論

在信息化的時代背景下，通信正面臨愈發(fā)嚴峻的標準與要求，因此有關(guān)工作人員應(yīng)該進一步加快5G的研發(fā)速度，推進5G的研發(fā)進程。明晰化5G的核心要件，極大程度上借助它的優(yōu)勢與特點，滿足用戶對于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊笈c標準，實現(xiàn)5G的綠色發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展，推動整個行業(yè)的前進[4]。