5G移動通信的關鍵技術應用分析

林 兵，劉衛衛，劉彥鵬，李梓萌

（1.中國信息通信研究院，北京 100083；2.重慶信息通信研究院，重慶 401336；3.北京郵電大學世紀學院，北京 100876）

1 5G移動通信技術的主要特點

首先，相對于傳統的4G移動通信技術來說，5G移動通信技術對于用戶自身體驗的重視程度比較高，這也使其對于網絡的平均吞吐速度等參數提出了更高的要求，必須要重點關注移動通信技術的適用性。其次，5G移動通信技術主要就是在體系架構方面實現突破，與以往的通信技術進行對比，主要的不同之處就在于4G通信技術更加注重物理層傳輸以及信道編碼等技術，而5G移動通信技術在此基礎上還增添了多天線、多用戶協同組網等技術的研究力度，同時4G移動通信技術過于注重移動通信的整體覆蓋面積，在室內通信方面所進行的研究則存在著較為顯著的缺陷。為了更好地滿足人們目前室內通信的基本需求，就要加大對于市內通信技術發展的重視程度。最后，通信技術中更加注重高頻段頻譜資源的應用，這是由于高頻段的無線電波存在著穿透力不足等多種缺點，這也使得5G移動通信技術對于穿透力強技術方案的重視程度不斷提升。除此之外，通過5G移動通信技術的應用還可以大幅度降低整體運營成本，通過各類先進技術手段的應用，根據網絡流量的具體使用情況來對網絡資源進行科學合理的調節以及分配，在不影響用戶自身使用體驗的基礎上逐步降低整體運營成本[1]。

2 5G移動通信技術具備的優勢

在目前的社會發展進程中，4G技術已經基本上實現了全面普及，5G通信技術還處在商用階段，獨立組網技術并沒有完全成熟，但可以確定的是，5G移動通信技術屬于現階段發展進程中較為先進的一種移動通信技術。5G技術主要就是在4G的基礎上進一步實現低延遲，促進連接密度以及接入速率的穩步提升。同時，5G移動通信技術還有著更加優異的流量密度以及移動性，這些優勢都能夠為用戶帶來更加優異的服務體驗，確保用戶對于移動通信網絡的滿意程度能夠穩步提升。

2.1 數據信息傳播速度快

隨著時代的高速發展，人們的日常生活節奏也越來越快，這也使得社會各界對于數據信息傳輸速率方面提出了更高的要求，為了更好地保證數據信息的傳輸質量不受影響，就要盡量縮短信息的傳播時間。通過5G技術的應用就可以在根本上提高整體網絡的利用率，以此來穩步提高用戶獲取數據信息的效率，確保在信息獲取方面能夠有效降低時間消耗。除此之外，通過5G移動通信技術的應用還可以對原本的數據信息渠道進行拓展，提升各類資源的利用效率，在不斷降低傳輸成本的同時確保傳輸效率與傳輸質量的穩步提升。

2.2 應用范圍較廣

在目前的科技發展進程中，大部分國家對于移動通信技術的研究力度都在不斷提升，這樣做的主要目的就在于能夠在更短的時間內更好地研究5G技術。目前5G技術的主要發展目標就在于更好地實現萬物互聯，縮短人與人之間的距離，進一步突破時間以及空間方面存在的限制。然而為了在真正意義上實現萬物互聯，就應當將各類終端設備作為基礎，以此來拓展5G移動通信技術的應用范圍，同時目前的5G移動通信技術也涉及到了不同的應用領域，如交通領域、家居領域以及醫療領域等，與人們的日常生活之間有著十分緊密的聯系，由此可以看出，5G移動通信技術的誕生能夠更好地提高人們的生活質量以及生活效率。

2.3 安全性能較為優異

5G移動通信技術相對于4G來說有著更高的數據信息容量以及感知性能，也正是由于數據容量比較高，能夠更好地滿足大數據時代對于移動通信技術所提出的基本需求，在其中更好地儲存那些有價值的數據信息，并為這部分數據信息提供更加優異的保存控件，這樣就能夠大幅度降低數據信息丟失等問題的發生概率。同時，5G移動通信技術所具備的感知性能也能夠對密碼技術與報警系統進行完善優化，這對于大數據技術以及智能化技術的應用與發展起到了良好的促進作用。由此可以看出，目前的5G移動通信技術在安保領域以及數據信息儲存方面具有十分重要的作用[2]。

3 5G移動通信的關鍵技術及應用

3.1 5G移動通信的關鍵技術

3.1.1 高頻傳輸技術

站在網絡通信的角度上來看，頻譜資源在其中相對有限，這就需要高效利用各類頻譜資源，而在前幾代移動通信技術的發展進程中，其中所采用的主要為各類低頻的頻譜資料，這也使得低頻資源進入到了即將枯竭的狀態，而為了更好地提升整體通信質量，就必須要對高頻資源展開更加深入的挖掘與利用。因此，為了促進5G移動通信技術的穩定發展，就應當在高頻段中準確找尋出符合實際發展情況的頻率。由于高頻段資源還沒有得到應用，這也使其能夠有效滿足5G移動通信技術的基本需求。而在低頻波的傳輸過程中，其所采用的主要為直線傳輸方式，這種傳輸方式不僅穿透力較低，而且如果中高端與基站之間存在著較多的障礙物，就會大幅度降低傳輸效率以及傳輸質量。高頻波傳輸方式與低頻波完全不同，能夠有效解決這方面問題，直接實現無障礙的傳播，也能夠在完成數據信息傳輸工作的同時促進傳輸效率的穩步提升。

3.1.2 多天線傳輸技術

在5G移動通信技術的應用過程中，其內部蘊含著較高的傳輸速率以及傳輸可行性，這就需要加大對于大規模天線陣列以及多輸入多輸出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）相關通信技術的重視程度。通過大規模天線陣列可以有效提高空間維度資源的整體利用率，通過空分多址技術能夠在同一個時頻資源中對多個客戶終端提供服務。同時，為了進一步實現對于多個小區容量以及數據信息的傳輸效率，就要針對MIMO技術展開完善優化，通過各類有源天線技術的應用來完成3D波束賦形，而5G移動通信技術為了獲取到更高的空間自由度，就要采用一些較為特殊的路徑，利用多天線傳輸技術就可以在保證數據信息傳輸質量不受影響的同時，穩步提升傳輸效率以及資源的利用率，在逐步降低信息傳輸成本的同時促進移動通信技術經濟效益的提高。除此之外，多天線傳輸技術還能確保5G技術可以更好地滿足時代發展對于數據信息傳輸方面的基本需求[3]。

3.1.3 新型的網絡架構

現階段的5G移動通信技術主要就是在前幾代移動通信技術的基礎上進行完善優化，做出一種全新的網絡架構，內部融合了多種通信技術，具有無縫銜接、異構程度較高以及融合性極強等特點。也就是說，5G通信技術能夠構建出一種由WiFi以及蜂窩數據流量組成的全新網絡架構，以此來滿足用戶量方面的基本需求。

3.2 5G移動通信關鍵技術的應用

3.2.1 遠程醫療方面的應用

目前的5G通信技術可以有效應用在醫療領域中，進一步實現遠程醫療。近年來的發展進程中，我國的醫療領域呈現出一種持續發展的狀態，這也與通信技術之間有著極其緊密的聯系。同時，5G通信技術能夠幫助醫生更好地進行遠程監控，這是由于具備著較高的數據信息傳輸效率，能夠確保傳輸視頻以及圖片的清晰程度穩步提升，醫生可以根據傳輸的畫面來展開遠程會診，促進治療效率以及治療質量的穩步提升，確保病人可以在短時間內受到更好的治療，不會錯過最佳的救治時間。除此之外，通過5G技術的應用也能夠同時與多個用戶終端之間進行連接，在實現多方會診的同時突破空間方面產生的約束，在短時間內有效實現急性會診。

3.2.2 自動駕駛方面的應用

在當前的社會環境中，所有國家對于自動駕駛的研究力度都在逐步提升。5G移動通信技術對于自動駕駛技術的實現起到了更好的幫助作用，不僅可以幫助車輛來自動判斷各類障礙物、紅綠燈，從而實現自動拐彎，同時也能夠穩步提高自動駕駛的安全性，在優化車聯網系統的同時，大幅度降低時間消耗。

3.2.3 智能家居方面的應用

近年來出現了許多種智能家居，用戶完全可以通過手機來實現對于家具的遠程控制。例如，即便用戶處在外界，也可以利用手機來直接打開家中的空調，這對于提高人們的生活質量也起到了良好的促進作用，使得家具與手機之間可以變為兩個通信終端，利用移動通信技術來進行穩定連接。而在5G移動通信技術應用的基礎上，其能夠為萬物互聯起到良好的促進作用，在完善智能家居的基礎上更好地促進人們生活質量的穩步提升，強化用戶的生活舒適感[4]。

3.2.4 視頻會議方面的應用

在目前現代化技術高速發展的背景下，人們的日常生活節奏正在不斷加快，大多數企業每天都需要召開視頻會議，但需要固定在某一個地點召開會議。然而采用視頻會議的方式就能夠有效突破時間以及空間的限制，在突破距離限制的同時保證能夠實現高效的溝通交流，從根本上提高畫面的傳輸效率與清晰程度，逐步提高視頻會議的可靠性，降低畫面失真問題的發生概率。除此之外，5G技術所具備的低延遲特征也可以保證視頻會議可以順利開展，在最大程度上避免產生卡頓等嚴重問題。

3.3 5G移動通信技術的發展趨勢

5G移動通信技術的高速發展與應用也為人們日常生活質量的提升帶來了極大的便利，而在未來的發展進程中，5G移動通信技術的發展必須要進一步實現與信息化系統之間的完美結合，在這一階段中，還要對5G移動通信技術未來的主要發展方向進行適當的調整優化。同時，為了確保信息化系統能夠有效發揮出自身的實際作用，就必須要更好地實現與其他工作系統之間的高效信息交流，使得信息化系統對于數據信息傳輸安全性以及穩定性方面提出了更高的要求。而相對于4G移動通信技術來說，5G移動通信技術就可以進一步提供出峰值為10 Gb/s的網絡數據信息傳輸速率，但由于相關技術所帶來的限制，當前在商用領域中所采用的5G移動通信技術僅僅只能夠實現1 Gb/s的數據信息傳輸速率，這也使得提升5G移動通信技術的數據信息傳輸效率以及傳輸質量成為了未來的發展方向。除此之外，5G移動通信技術的安全性以及信號穩定性的發展也受到了社會各界的重點關注，這就需要加大對于信號基站建設的重視程度，采用現有的技術手段來更好地促進5G移動通信技術的順利發展，這也是其未來的主要發展方向[5]。

4 結 論

在現階段的社會發展進程中，移動通信技術呈現出一種十分迅速的發展狀態，而我國自主研發的5G技術已經進入到了人們的視野中，盡管其中的部分關鍵技術并沒有得到成熟發展，但對于我國移動通信技術的發展來說仍舊屬于較大的進步。因此，必須要在根本上提高對于5G無線通信技術的重視程度，在有效實現萬物互聯的同時，通過5G技術的應用來穩步提升各類資源的利用率，在降低成本消耗的基礎上促進移動通信技術經濟效益以及社會效益的穩步提升。