5G無線通信技術的概念及其應用探究

李志 葛明 王璟瑞 張主杰

摘要：經濟的發展，科技的進步，人們生活水平逐漸提高。我國的4G網絡技術正逐漸發展為5G技術。與4G相比，這種全新的通信技術能提高網速和網絡傳輸質量，使我國真正進入到全新、高度融合和智能化的無線網絡時代。隨著5G的推廣，中國網絡技術迎來了全新階段。本文就5G無線通信技術的概念及其應用展開探討。

關鍵詞：5G;無線通信;關鍵技術

引言

相較于前幾代無線通信技術2G、3G、4G技術，5G無線通信技術不僅保留了應有的優點，還在此基礎上做出提升，進行了完善，應用當下較為火熱的相關技術實現5G技術。5G技術的實現，讓無線網絡的傳輸更加安全穩定，并且其范圍已經覆蓋全球，特別在無縫連接方面。不僅是對于前幾代通信技術的優點的繼承，5G通信技術還擁有獨特的技術優勢，即強大的兼容性，這讓其在使用的領域方面更加廣泛。探究5G通信技術的概念和其技術優勢，并對其應用進行探究，是當下無線通信技術發展的必然趨勢。只有這樣，才能進一步提高相關技術和應用。

1概述

1.1 5G無線通信技術的概述

目前，4G技術下載速度最高達到MB/s級別，而5G無線通信技術可將速度可提高到1GB/s以上，即當下載一個1GB的文件時，只需要花費不到1s的時間，這是5G無線通信技術相對于4G通信技術的優勢之一。鑒于目前中國的發展情況，5G移動通信網絡的核心目的是應用現代化的無線通信技術逐步增強中國移動互聯網的服務質量。5G無線通信技術并不是一個單一的無線接入技術，也不是幾個全新的無線接入技術，而是多種新型無線接入技術和現有無線接入技術（4G后的演進技術）集成后的解決方案總稱。從某種程度上講，5G是一個真正意義上的融合網絡。5G無線通信技術并不會完全替代4G、WiFi，而是將4G、WiFi等網絡融入其中，為用戶帶來更豐富的體驗。通過將4G、WiFi等整合進5G中，用戶不用關心自己所處的網絡，不用再通過手動連接到WiFi網絡，系統會自動根據現場網絡質量情況連接體驗最佳的網絡，真正實現無縫切換。

1.2我國5G無線通信技術的優勢

相比于過去我國的3G、4G無線通信技術，5G無線通信技術具有更快速的數據傳輸速度、成本更低以及頻率利用率更高等優勢。之前的四代無線通信技術的數據傳輸一旦遇到障礙物、復雜的空間環境或者出現設備問題就會極大程度地影響到網絡通信信號，使得用戶時常會發生無法連接到無線網絡的情況，影響了用戶的體驗，而5G無線通信技術兼容性更強，既不會被一些外部因素影響到數據的傳輸，同時還能夠實現與其他網絡技術共同使用，從而能夠為用戶提供更好的無線網絡體驗。

1.3發展現狀

現階段，5G技術已具有一定的發展規模。2018年3月，我國重慶開展的2018年物聯網生態高峰論壇展開，確定5G組網建設及應用示范工程展開，此類工程意味著重慶地區最大的窄帶物聯網正式商用。同年5月，我國OPPO研究院相關負責人員稱，公司預計于2019年推出5G預商用產品，同時針對5G規模化商用的時間展開分析，將其預算為2020年。就現階段模式而言，5G技術尚存在部分問題，如信息安全性問題，相關實驗表明，5G技術雖具備更快、更穩定的優點，但其數據較易出現問題，安全性方面存在部分隱患，若想切實使5G技術廣泛普及，還需解決此類問題，使5G技術的信息安全性得到一定程度保障。

2 5G無線通信技術的核心技術

5G無線通信技術的根本就是傳統的無線網絡技術，在此基礎上進行完善和升級。在升級的過程中引入了多項技術幫助其提高穩定性和安全性及兼容吸性，包括多載波技術和多天線傳輸技術及高頻傳輸技術，使其既能滿足當下人們日益增長的網絡速率的需求，還能滿足安全性問題，并對前代技術存在的問題進行解決，提供一個高速的網絡服務平臺。

2.1高頻傳輸技術

高頻傳輸技術是5G無線通信高速數據傳輸的重要保障，高頻傳輸技術具體來說就是采用高頻的毫米波頻段，然后在通過描述多天線無線通信系統的抽象數據模型來實現多天線同時發射數據信號，從而使得系統的容量得到有效的提升。并且高頻傳輸技術還能夠整合寬帶中的異質網絡，進一步在原有的無線通信技術基礎上提升數據傳輸的速度，最終實現5G無線通信的動態化管理，將有限的寬帶資源根據用戶的需求進行科學合理地分配。

2.2多載波技術

多載波調制技術采用了多個載波信號。它能把數據流進行分解，從而在分解的子數據流中得到難以捕捉的低頻，進而改進低頻資源不足的問題，提高資源的豐富性，提升5G無線通信技術的傳輸速率。

2.3密集網絡的建設

要想在原有的無線網絡上繼續進行發展，就需要在無線通信網絡覆蓋的地區部署上更加密集的網絡，從而減少網絡通信盲點，提高網絡速度。因此在進行5G無線網絡通信技術的應用時，必須要不斷增加用戶小區網絡覆蓋的密度，從而形成密集型網絡覆蓋，最終提升用戶使用無線通信網絡的體驗。

2.4多天線傳輸技術

通信的高速發展，使得網絡頻譜資源日益減少，因此提高頻譜的資源利用率是當下亟待解決的問題之一。多天線傳輸技術不僅能夠提高頻譜的使用效率，還夠保證其穩定性。該技術在面對天際線數量到達一定程度的情況，MIMO信道容量呈現類似線性增長，因此使用最大數量的天線來有效提高通信系統容量十分必要。面對MIMO大信道容量，相應的處理技術成為5G技術的關鍵技術之一。

3我國5G無線通信技術的具體應用分析

（1）將5G無線通信技術應用于光場相機中。5G無線通信技術除了在智能移動設備中會得到廣泛的應用，還會應用于新型的光場相機。光場相機相較于普通相機能夠在拍照時預先進行基礎性構圖，然后在實際抓拍時可以記錄相應的光學信息，同時光場相機在拍照完成之后還能夠根據現場的情況實現自動對焦功能。因此擁有著強大信息傳輸速度以及儲存空間的5G無線通信技術能夠完美契合光場相機拍照。并且光場相機拍出的相片擁有著更高清的像素質量，因此需要的下載速度與數據傳輸更高，所以5G無線網絡能夠為其提供超低延遲的圖像傳輸，而光場相機由于其優越的特性將會占據相機市場的巨大份額，所以在光場相機中應用更加先進的5G無線網絡通信技術將會是未來相機的發展主流方向。（2）將5G無線通信技術應用到安卓系統中。隨著我國智能移動設備的逐漸普及以及5G無線通信技術的發展，5G無線通信網絡會逐漸應用于這些智能移動設備當中，而我國的智能移動設備大多使用的還剩安卓系統，由于安卓系統是以Linux系統為基礎并逐漸完善各種應用程序的優化，再加上5G的核心納米技術能夠將安卓系統中的技術性文件與系統的硬件驅動正確區分開。與此同時，5G無線通信技術中的納米技術還能夠彌補安卓系統的保密性差的缺陷，使得用戶的信息能夠得到有效的保障。隨著時代的發展以及5G無線通信技術的不斷推廣，5G智能手機將會在我國乃至世界的智能手機市場中占據無可取代的地位。

結語

隨著網絡技術的不斷發展，5G無線通信技術得到推廣和使用。雖然當下5G無線通信技術沒有自身準確的定位，但其技術特性，如高速率、延遲低、損耗小等都為通信技術帶來了新的發展方向和體系，并推動著相關領域的發展，改善著人們的日常生活，對將來的通信技術的發展有著積極作用。

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（作者單位：中國移動通信集團設計院有限公司）