5G通信技術的應用及關鍵技術策略分析

楊舉文

（中通服建設有限公司，廣東 廣州 510095）

0 引 言

目前，5G移動通信網絡技術能夠提供超級容量級別的帶寬，在短距離內的數據傳輸速率可以達到10 Gb/s，是長期演進（Long Term Evolution，LTE）傳輸速率的100倍。在實現多種網絡技術融合使用的目標后，5G通信技術還能夠成功打破現有頻譜資源存在的局限性，真正做到全頻譜通信。在上述內容中，還可以集成多種不同類型的無線接入解決策略，以此為基礎，運用5G技術能夠為人類社會的發展形成促進作用，形成真正的網絡社會，并做到萬物互聯。基于此，本文針對5G移動通信網絡的關鍵技術做出深入分析，并對5G移動通信網絡現行組網策略進行研究，希望能夠為同領域工作者提供合理的參考作用[1]。

1 無線通信技術基本概念

現階段，無線通信技術在實際應用期間已經成功擺脫對傳統通信硬件設施的依賴，可以使用電磁波信號完成信息的傳遞任務。其中，電磁波信號傳遞方式主要包括兩種，即微波通信與衛星通信。常規情況下，微波通信的傳播距離相對較短，只能夠在幾千米范圍內保證最終傳播效果，想要使用這種方式實現遠距離通信，則需要建立足夠多的中繼站；衛星通信方式屬于中繼通信，可以將其理解為一種以傳統微波通信技術為基礎的衍生技術。

2 常用的無線通信技術介紹

2.1 數字信號傳輸電臺

數字電臺在執行信息傳遞任務的過程中，主要應用數字調制功能、前向糾錯功能。這種信息傳播方式具備通信兼容性好、實時數據傳輸效率更高、使用以及維護成本更低的優勢，同時該技術在惡劣環境中具有非常顯著的使用優勢。常規情況下，數字電臺會采用長波通信方式，所以通信的實際覆蓋面積較廣，能夠有效覆蓋方圓數十千米，甚至部分電臺可以滿足單獨城市區域內的所有自由通信需求[2-4]。

2.2 無線網橋技術

無線網橋技術具有較強的綜合性特點，是一種將有線網橋技術與無線射頻技術進行結合的無線技術。通過有線通信技術完成信息遠距離傳遞任務，再借助微波通信技術完成局域范圍內的信息通信任務。目前，視頻通信形式變得越發常見，這種通信方式對通信傳輸速率有著極為嚴苛的要求，無線網橋通信技術可有效滿足視頻通信的各方面需求[5]。在此期間，如果需要再次提升通信速率，還可匹配專門的擴頻通信技術，達到提升速率的效果。

2.3 衛星通信技術

衛星通信技術需要將人類發射的衛星作為通信中繼站，使用無線電技術完成信息的傳遞，在各個轉站之間進行直接通信。人、車、船等處于運動狀態時，固有航向信號源出現變向、在行進期間受到顛簸導致信號源出現變向以及目標的大范圍移動導致信號源出現變向時，此時信號載體姿態必然會出現變化，如果想要保證通信質量，則需確保證衛星信道的穩定性，面對不同環境中的終端通信設備服務需求，都可以保證實時圖像信息、語音信息的傳遞質量，保證數據傳輸功能的正常運行。常規情況下，衛星天線面會設計成偏饋或正饋面的反射形式，這種天線外形呈球狀，通過這種方式構成拋物面天線，通信效果極佳[6]。

2.4 短波通信技術

短波通信技術可利用短波完成通信任務，因為短波本身頻率較高，可以完成對天波信息和地波信息的傳遞任務。其中，天播信息在傳遞期間，需要利用電離層完成信息傳遞任務。環球通信可以借助天波完成通信任務，但是，如果天波傳遞的反射次數過多，則會導致最終傳輸質量受到較大影響，同時信號傳輸頻率也會出現更大的波動，不利于信息的穩定傳遞；地波傳輸以短波通信技術為主，這種通信范式的工作頻率相對較低，但是與天波通信對比具有穩定性優勢。

2.5 微波擴頻通信技術

微波擴頻通信技術的實際應用有著較高的使用要求，并且傳輸信息所需提供的帶寬遠大于信息本身帶寬。此技術的工作原理為對信息內容進行擴頻碼處理，然后再傳遞信息，因此這種擴頻碼的速率會大于信息本身帶寬，這樣才會達到擴頻的效果。此技術在軍事領域中有著廣泛的應用，與多媒體通信組網、通信系統之間不會產生直接干擾，同時信息實際覆蓋面積更大[7]。

2.6 集群通信技術

該集群通信技術是一項在近幾年逐漸發展起來的新興通信技術，此技術的頻譜利用率更高、用戶容量更大、抗信號衰減能力更強。

3 無線通信技術在電力通信中的應用

隨著無線通信技術的不斷發展，小范圍內的通信已經投入運營，傳統的鋪設技術已經被逐漸取代，通信效率取得了非常大的進步，通信成本不斷降低，通信形式也越來越多樣化。隨著江蘇電力無線通信技術的不斷發展和成熟，其在配電自動化、用電信息采集、源網荷智能控制、充電樁信息采集等業務的應用越來越廣，力度越來越大，是未來電力通信發展的重點。應該對電力通信無線網絡建設引起足夠的重視，加強在資金和技術方面的投入，讓電力通信朝著多種方式融合發展的方向前進。為了讓電力通信得到更平穩的發展，就應該認真做好相關體制和機制的建設，并對相關行業準則進行進一步的規范，提高對各種資源的利用率。

3.1 提高對安全問題的認識程度

電力通信具有特殊性，在通信安全方面的要求較高。如果無法保證通信安全，則會造成各種不同形式的電力事故，導致電力企業因此出現重大經濟損失，同時還會對社會秩序造成十分惡劣的影響。基于此，為妥善處理好通信安全問題，需要以現有的網絡通信環境為基礎，制定出更具針對性的網絡通信安全保障措施，將安全性更高的通信保密技術合理運用到通信中，借此為電力通信提供更為可靠的安全性保障。

例如，為保證電力通信數據安全，可在數據傳輸期間使用數據加密技術。加密技術又分為對稱式加密技術和非對稱式加密兩種，其中對稱式加密技術的使用方式簡單，并且操作難度相對較低，所以在現實中的應用頻率較高。對于此類通信而言，對加密技術有著較高的安全要求，需要為密鑰提供安全保護，避免密鑰被泄漏，杜絕信息被破解的情況發生；非對稱式加密技術與對稱式加密技術的區別在于，這種加密技術具有更加嚴謹和煩瑣的特點，并且在實際使用、操作以及管理方面與對稱加密技術均有著十分明顯的差別。常規情況下，傳統類型的對稱式加密技術需在加密和解密環節保證密鑰的一致性，而非對稱式加密技術則更為復雜，需將公鑰與私鑰進行配合使用才能夠成功解密。其中，公鑰用于公開保管，私鑰則需要交由個人保管，因此可以將其理解為一種多層加密技術，可以為信息傳輸提供更為可靠的安全性保障，但是在實際操作和使用過程中較為復雜，比較適用于對網絡安全要求較高的領域。

在電力通信技術持續發展的背景下，通信信息規模不斷加大，通信速度不斷加快，這種發展趨勢也對無線通信網絡提出較高要求。大數據分析技術因其分析能力和處理能力突出的優勢，再加上大數據技術本身具備存儲功能，可以更加充分的利用各種數據信息，所以，在現有無線通信網絡中有著十分廣泛的應用。在使用大數據分析技術對無線通信網絡數據安全性進行分析和處理的過程中，需要合理利用大數據技術具有的存儲功能，對無線通信網絡中包含的大量數據進行針對性處理，并保證數據管理和數據存儲的安全性，以此為基礎還需要進一步強化對數據存儲的虛擬化處理，并將數據存儲虛擬化作為一種專門的移動數據處理措施，既能夠處理好移動數據在傳遞過程中存在的安全問題，同時還可以大幅度降低網絡運行過程中的成本投入。

3.2 無線通信技術中的WLAN技術

無線通信技術還包含無線局域網（Wireless Local Area Network，WLAN）通信技術。此技術同時又被稱之為Wi-Fi技術，屬于一種無線局域網現代化通信技術手段，能夠在在電力通信領域中發揮有效作用。借助該技術可以讓傳統形式的有線網絡或者無線網絡正式結合起來，并且還能夠兼具無線通信與現代無線通信的大部分功能。在該技術經過較長時間的發展后，現已變得足夠成熟，市面上各種不容類型的Wi-Fi通信設備價格相對比較低廉，應用較廣。但是，即使技術能夠直接在建筑物的內部空間使用，并且信息傳輸速率能夠有效滿足小范圍空間內的信息傳輸需求，但是，在電力通信系統中的實際應用會受到外界因素干擾，所以，這種類型的通信技術在電力通信系統中的應用存在一定程度的安全隱患問題，無法有效滿足電力通信需求，在實際應用中需要給與足夠的關注。

4 結 論

運用更先進的科學技術，可以為社會發展注入一定的動力。5G通信技術作為新時期背景下的新興技術，將其與傳統的2G、3G、4G通信技術進行對比具有十分突出的應用優勢。但是，在正式應用過程中同樣需要關注到信息安全問題，如NFV通信技術威脅、網絡切片技術威脅以及5G通信系統安全威脅等。在面對上述安全問題時，需結合具體情況展開更加細致的考量，并打造更為健全的安全制度，為數據信息提供更為全面的保護。通過這種方式達到提升5G通信技術實際應用效果的最終目的，才能夠為通信事業的未來發展奠定良好基礎。