5G技術在移動通信網絡中的應用分析

梁勇華

【摘要】? ? 隨著我國移動通信技術的不斷發展，我們逐漸迎來了5G通信時代。作為第五代移動通信技術，在進行5G移動通信網絡架構的過程中，需要應用到包括大規模天線技術、毫米波通信技術、設備到設備傳輸技術、云計算技術以及網絡虛擬化技術等在內的關鍵性的5G網絡技術。這些技術的有效應用，是確保5G移動通信網絡健康和有效運行的重要基礎保障。文章就著重的介紹這些5G關鍵技術的概念及基本應用特點，探討和研究未來5G技術的發展趨勢。

【關鍵詞】? ? 5G技術? ? 移動通信網絡? ? 應用分析

隨著世界范圍內信息技術的發展和互聯網絡的普及，移動通信技術的更新換代速度是十分驚人的，我們已經從4G時代邁入了5G時代。隨著5G技術的不斷發展和成熟，已經逐步的將其應用到移動通信網絡當中，實現了移動通信網絡的優化和創新。相比于傳統的4G通信網絡，5G移動通信網絡具備低延時、高頻率、全覆蓋、速度快等的諸多優勢，能夠很好的滿足大數據時代下人們對數據獲取與傳輸的基本需求。[1]為了更好的實現5G移動通信網絡的建設，就要充分的保障5G技術在移動通信網絡中實效性的發揮，借助于5G技術全面的實現移動智能終端的大范圍普及，做到智能化移動通信網絡與互聯網技術的有機融合，進而推動我國信息科技的穩步向前發展。

一、5G技術的應用優勢

1.1信息資源利用率大大提升

當前人們對4G網絡已經非常熟悉，相比于傳統的2G和3G網絡，人們在使用4G移動網絡的過程中能夠明顯的感覺到通信質量和網絡傳輸速度的提升。而隨著5G時代的到來，不僅僅是網絡傳輸速度再一個幅度的提升，更重要的是對網絡信息資源的利用率的提高。在4G移動網絡應用的過程中，信息資源的利用率只能夠達到50%～60%，而5G技術則可以將信息資源利用率提升到70%～90%。[2]主要原因就在于5G技術能夠實現對高頻段資源的深度開發與利用，進一步優化高頻率無線電波的傳遞，從而大大的提升了通信傳輸速度和傳輸質量，增強了網絡連接的穩定性，為實現信息資源的有效存儲和利用奠定了重要基礎。

1.2移動通信系統得以優化

在進行移動通信網絡架構的過程中，需要將各種移動通信技術進行有機的融合，增強移動通信網絡的系統性。隨著移動通信網絡中信息數據資源的不斷增加，對移動通信網絡系統性架構的要求也越來越高。當前所采用的5G技術，其研究和發展的一個重點方向就是對移動通信網絡的系統性進行增強和優化，目的是滿足多元化的用戶需求。在5G技術中，通過點對點、設備到設備之間的信息傳輸，能夠極大的豐富和創新網絡傳輸方式，從而構建多元、多面和多邊的移動通信系統，極大地提升移動通信網絡的可靠性和實用性。

1.3移動通信基站運營成本降低

以往的4G技術在應用的過程中，需要建設宏基站和數量眾多的小微基站，并且都需要低壓配電系統進行供電。5G技術的普及和應用無疑需要更多的基站和配電線路。但是與4G技術不同的是，基于5G的基站建設其智能化和智慧化程度更高，在進行5G基站建設的過程中會應用到智能電表技術，實行5G基站智慧用電方案，[3]大大提升了5G系統的聯動性，因此即使5G技術下的移動基站增多，但是其整體能耗是呈下降趨勢的。

二、5G技術在移動通信網絡中的技術應用

2.1云計算技術

云計算技術是5G技術中必不可少的基礎性技術。云計算技術的應用能夠提供諸多的云計算服務，將云計算技術應用到5G移動通信網絡的開發和建設當中，并將其作為關鍵性的5G技術，能夠創造新型的運營模式。[4]這一運營模式主要就是指，只需要借助人們手中的移動智能終端設備，如智能手機、平板等，根據用戶需求靈活的接入遠程的云服務商，就可以快速的實現對資源的獲取和云端存儲。在5G移動通信網絡中，云計算技術的應用，使得5G技術不再簡單的執行通信服務，而是能夠同時實現對資源的存儲和資源的調用，極大提升信息數據的計算能力，云備份和云存儲又極大的保證了信息的安全性。

2.2軟件定義與網絡功能虛擬化技術

軟件定義網絡與網絡功能虛擬化技術是5G技術發展中的重要依賴性技術。隨著5G移動通信網絡的不斷優化和升級，在提升移動通信網絡傳輸速度和傳輸質量的同時，也更加關注移動通信網絡的安全性和擴展性。軟件定義網絡與網絡功能虛擬化技術的應用能夠使5G移動通信網絡中的數據實現有效的分離，[5]在進行5G移動通信網絡架構的過程中，基礎層、控制層與應用層之間的數據分離與傳輸就離不開對軟件定義網絡與網絡功能虛擬化技術的運用。通過該項技術，不僅能夠極大的提升5G通信管理的效率，同時還能夠通過轉發分離來拓展5G通道，從而使5G技術能夠更為全面的支持5G移動通信網絡中的不同業務需求。

2.3大規模天線技術

大規模天線技術是5G技術的一項關鍵性技術，在5G移動通信網絡架構中發揮著不可替代的作用，5G技術之所以能夠實現高頻率的傳輸和大范圍的覆蓋，主要就是依賴于該項技術。大規模天線技術也可以簡單的理解為多輸入和多輸出技術，也就是在接收端和發射端兩個端口后分別使用多個接收天線和發射天線，使得信號能夠通過多個天線進行傳送和接收，保證信號不丟失，從而極大的提升傳輸效率和傳輸質量。[6]該項技術的運用，能夠實現大規模的同步即時通訊，成千上百根的天線能夠協助網絡信號的傳送和接收，提升了網絡信息的吞吐量，儲量相比于以往的4G移動通信網絡，在不增加頻譜資源和天線發射功率的前提下，能夠成倍地提高通信系統的容量。

2.4毫米波通信技術

毫米波通信技術是當前一個階段5G技術在移動通信網絡中應用的一項重要技術。毫米波通信技術應用的要點就是實現微波向高頻段的延伸和光波向低頻段的發展。就當前的通信網絡架構情況來看，可以應用的通信頻段資源是非常有限的，我們一般的通信系統所應用的頻譜大多在3G赫茲到6G赫茲這個區間內。而伴隨著移動數據流量的爆發式增長，用戶對于網絡傳輸速度的要求越來越高。在5G技術應用的過程中，如何有效的開發頻段資源就成了關鍵性的問題。基于毫米波通信技術可以實現超密集異構網絡架構，通過建設超密集網絡，拉近點到點之間的傳輸距離，實現快速的相鄰節點之間的信息感知，這樣就使得超密集網絡在進行頻段捕捉的過程中，可以有效的提升通訊頻譜效率，這樣就可以大大的縮減網絡傳輸與下載的速度，甚至可以在幾秒內實現百兆的數據傳輸。[7]

2.5 D2D技術

D2D技術同樣是5G技術在移動通信網絡中的一個應用要點。所謂的D2D就是指設備到設備之間的通信技術，是 Device-to-Device的簡稱。[8]該項技術通過利用移動蜂窩，能夠直接實現設備與設備之間的信息傳輸，也就是數據的直接傳送，不需要將信息傳遞給基站，再由基站進行發出。設備到設備之間直接通信技術的應用，能夠更好的開發蜂窩系統的功能，包括對無線資源的利用以及終端設備與設備之間的會話建立等，極大的減輕了基站的運行負擔，提升了數據傳輸的效率。

在5G移動通信網絡中，該項技術具有非常廣闊的應用前景，但是在實際應用的過程中，應當著重的進行抗干擾研究，盡可能減少設備到設備之間信息傳輸的干擾因素，從而更好地提供智能化的交互式信息服務。

三、未來5G 技術的發展前景

3.1物聯網

隨著5G技術在移動通信網絡中的應用，為物聯網的發展提供了必要的技術支撐。物聯網作為一種新興的網絡交互技術，與我們的日常生活密切相關，通過物聯網架構能夠實現物品與物品之間的信息交換，通過萬物互聯來改變人們的生產和生活方式，真正的開啟智能化時代。當前一個階段，物聯網在交通出行、智慧醫療、智能制造等方面都有著非常重要的應用價值，而物聯網的普及和應用，是以5G技術為重要支撐的。

5G通信技術具備寬覆蓋、低延時和高傳輸速度的優勢，能夠極大的減少在以往物聯網基礎信息傳遞過程中存在的擁堵和延時等的問題，切實提升物聯網端到端的傳輸性能。以智能家居為例，在5G技術的支持下，人們可以直接利用手機或者是平板中的 APP來連接家用智能系統，遠程的實現對家用智能家居設備的操控，除了實現簡單的開關控制之外，5G通信技術的高速率和大容量特點還能夠幫助人們借助智能家居及各類智能家電來實現環境信息采集以及語音識別，極大的提升家庭生活的智慧化水平。

3.2智能交互

5G技術的發展和應用，能夠為人工智能賦能。基于5G技術的移動通信網絡建設，為人工智能的發展奠定了重要基礎。大數據、云計算與人工智能都離不開一個穩定和高效的通信平臺，只有確保信息傳輸速度和網絡容量才能夠為各種場景下的智能交互提供可能。5G技術應用的大背景之下，網絡延遲甚至可以縮短到一毫秒，這樣就可以在進行人工智能交互的過程中來提供更為真實的對話場景，提高人工智能發展水平。

3.3云生活

在5G移動通信技術的支持下，人們逐漸迎來了云生活。云計算及大數據給人們提供了更加便利的信息傳輸通道，人們不需要再借助一些硬件設備來進行信息數據的存儲，而是做到隨用隨時調取，同時也可以通過大數據分析和大數據挖掘技術，來了解用戶的行為特征，主動的為人們過濾掉一些無效信息，給人們提供高質量的云端服務，給人們的生活、工作和學習提供極大的便利。

四、結束語

綜上，5G關鍵技術在移動通信網絡中的應用，促進了網絡通信質量的提升，滿足了當前人們對于網絡通信的實際需求，相信隨著5G移動通信網絡架構的不斷成熟，會給人們帶來更多的便利，真正的讓人們走進智慧化生活時代。

參? 考? 文? 獻

[1]鄧強.5G移動通信傳輸網絡建設趨勢[J].數字通信世界，2021（04）：136-137.

[2]張勇.淺析5G技術對移動通信網絡建設方式的影響[J].長江信息通信， 2021，34（02）：215-217.

[3]刁宏偉，黃帥，郭興軍，侯建民.基于云計算技術的5G移動通信網絡優化路徑試析[J].中國新通信，2021，23（03）：1-2.

[4]何銘欣.5G移動通信傳輸網絡建設策略分析[J].通訊世界，2020，27（05）：9-10.

[5]曲佳，曹菀童，邢天奕，李宇璇，吳超然.5G技術在移動通信網絡中的應用研究[J].數字通信世界，2020（04）：162.

[6]王偉，張大偉，褚兆焱.基于5G移動通信技術下的物聯網時代[J].科技創新導報，2020，17（06）：128-129.

[7]安清普.5G移動通信網絡關鍵技術研究[J].中國新通信，2020，22（04）：1-2.

[8]孫廣新.5G技術在移動通信網絡中的應用[J].數字技術與應用，2020，38（01）：14+16.