5G 無線通信技術及應用分析

朱火興 中通服建設有限公司

引言

相比于4G 無線通信技術，5G 技術的傳輸速度將會成百倍提高，并且5G 網絡的主要目標是讓終端用戶始終處于聯(lián)網狀態(tài)，在智能手表、健身腕帶和家庭設備等多領域都有良好的應用，是未來社會更加趨向智能化、現代化的良好技術保障。雖然5G 無線通信技術目前仍然處于發(fā)展中階段，還并未達到全面普及，但其應用優(yōu)勢已經初步得以體現，在不久的將來，將會進一步的推動人類社會的進步，為公眾提供更加便利的條件。

一、5G 無線通信技術

5G 無線通信技術是經過升級、改進以及優(yōu)化處理后的無線通信技術，具有便利性和靈活性，除卻為人們能夠帶來物聯(lián)網消費當中更快的網速外，在車聯(lián)網、無人機、工業(yè)互聯(lián)網和物聯(lián)網通信當中發(fā)揮更大的優(yōu)勢。目前信息時代背景下，各國之間對于5G 無線通信技術研發(fā)工作如火如荼，能夠率先掌握5G 核心理念和工藝并進行推廣，不僅能夠為國家內部帶來極大的改變，同時也是國家綜合國力的良好體現。5G 網絡的發(fā)展起源于2014 年三星電子的宣布，在三星電子開發(fā)并試驗的過程中，各大企業(yè)分別對該技術進行深入探索，時至今日，5G 技術的發(fā)展已經不再局限于企業(yè)的競爭體現，更是關系到國家是否能夠率先把握時代的機遇，從而提高國際影響力的重要因素，在2017 年8 月，我國華為技術有限公司作為國內通信設備行業(yè)的先驅者，與德國電信進行合作，并且部署了基于最新3GPP 標準的5G 新空口連接，為我國長遠發(fā)展打了一劑強心針，在5G 時代風起云涌的同時，我國工信部在2018 年許可三大運營商進行系統(tǒng)實驗，從國家政策角度為我國5G 事業(yè)發(fā)展提供了良好的后盾支持。在多重因素影響的背景下，我國已經于2019 年3 月30 日在上海建成并試用首個行政區(qū)域5G 網絡，6 月6 日，依中國電信集團有限公司、中國移動通信集團有限公司、中國聯(lián)合網絡通信集團有限公司、中國廣播電視網絡有限公司申請，工業(yè)和信息化部經履行法定程序，向四家企業(yè)頒發(fā)了基礎電信業(yè)務經營許可證，批準四家企業(yè)經營“第五代數字蜂窩移動通信業(yè)務”。在不久的將來，我國將會借助5G 技術的研發(fā)力量，更加提高國際競爭實力，為實現偉大復興邁出堅定的步伐。

二、5G 無線通信技術的優(yōu)勢

（一）兼容性能

在5G 無線通信技術當中，兼容性能將會得到良好的完善，能夠在4G 的基礎上增強數十倍之多，是4G 無線通信技術所不可比擬的。在5G 無線通信技術發(fā)展中，大量上網通信設備和網絡應用將會得到良好的發(fā)展，諸如藍牙、NFC、WIFI 等無線技術，如果能夠得到5G 無線通信技術的兼容性作為支持，運行效率能夠極大程度提高，在智能家居和物聯(lián)網的使用中，為人們提供更加優(yōu)質的服務。

（二）傳輸速度

5G 網絡經過多年來的發(fā)展，已經初步實現速率的提高，在原有傳輸當中所存在的瓶頸，也通過不斷的試驗被破解，相比于4G 網絡的傳輸速率，5G 網絡提高成倍增長，經過試驗的推敲，未來5G 傳輸速率可達10Gbps，用戶在使用過程中，不到一秒的時間即可下載完畢一部高清的電影，即使是時下所熱傳的5G 傳輸速率，雖然不能達到一秒下載的效果，也能夠實現幾分鐘的時間完成下載。所以5G 無線通信技術的網絡環(huán)境當中，線上存量用戶將會急劇增加，成為電子商務發(fā)展的福音。

（三）網絡連接

現代人們在使用網絡的過程中，難免會由于網絡連接不順暢導致應用過程中產生延遲卡頓現象，導致用戶的體驗感下降，對于網絡的信心受到影響，而5G 網絡的應用，從直觀意義來說，是為了提高網絡傳輸速率和效率，但從宏觀角度來看，5G 網絡能夠極大程度促進人們對于網絡的使用率，更加快速的速度為人們提供良好的保障，對于端到端的性能進行改良，方便所有網絡用戶隨時保持與服務器的連接，更加符合時代下的大發(fā)展趨勢。

（四）電池壽命

在5G 無線通信技術發(fā)展當中，相比于4G 通信技術，能夠極大程度對信息進行篩選，避免設備電池使用過度造成使用壽命下降。5G 無線通信技術雖然是為了能夠讓用戶保持隨時與網絡的連接，但在軟件程序的應用過程中，自動審核篩選浪費電池的應用，進而阻止無用信息的反饋，達到避免電量肆意流失，提高電池使用效率，間接提高電池的壽命。

三、5G 無線通信技術的應用

（一）與安卓系統(tǒng)的核心層有效對接

安卓系統(tǒng)作為時下手機所廣泛普及應用的系統(tǒng)，在與5G 無線通信技術進行對接時，更加能夠改善通信效果，為用戶提供良好的服務。安卓系統(tǒng)是以Linux 為基礎的自由和開放源代碼的操作系統(tǒng)，主要采用分層結構，從高至低分別為應用程序層、應用程序框架層、系統(tǒng)運行庫層和系統(tǒng)內核層，在與5G 無線通信技術進行對接中，系統(tǒng)內核層能夠完成安卓基礎性文件和硬件驅動的分離。傳統(tǒng)無線通信技術具有高度的開放性和共享性，導致用戶的信息容易造成泄露，導致用戶的安全受到威脅，而5G 無線通信技術的保密性能夠在量子密碼學的應用下，極大程度提高加密等級，幫助用戶建立防護措施，避免隱患產生。

（二）智能設備

現代信息技術的發(fā)展，促成了智能設備的進步，大量方便人們生活以及工作的設備得到普及，但由于4G 網絡的限制，很多設備的使用受到阻礙，無論是數據容量還是多個設備使用當中網絡的延遲，都會限制智能設備的應用，而一旦5G 網絡得到推廣，勢必助推智能設備的發(fā)展得到完善，在同一區(qū)域內，5G 網絡能夠支撐無數臺智能設備進行工作。在生活當中，5G 無線通信技術在提高數據傳輸速率的基礎上，還能夠降低能耗，實現智能家居的互聯(lián)，通過一部手機，即可實現對家中智能物品進行控制，為人們的生活起居和工作提供方便。

（三）教育和醫(yī)療

目前5G 無線通信技術已經在醫(yī)療當中得以初步體現，通過高速的信息傳輸速率，在重大手術當中，數名醫(yī)生應用5G 無線通信技術進行跨空間通信合作，促進手術的成功率極大提高。5G 無線通信技術在教育和醫(yī)療事業(yè)當中的應用前景光明，無論是在早教智能產品當中的體現，還是在醫(yī)療看護工作中的豐富，都能夠提高原本工作效率和質量，對教育和醫(yī)療行業(yè)帶來極大的改變。

（四）汽車行業(yè)

5G 無線通信技術能夠促進企業(yè)行業(yè)更加智能化，并為無人駕駛和遠程駕駛提供技術保障。無人駕駛技術是目前汽車行業(yè)正在進行改革攻堅的重要方向，但受到傳統(tǒng)無線通信技術性能的限制，汽車的定位導航功能和運動控制功能仍然存在大量的延遲，導致事故發(fā)生率不斷增高，而5G 無線通信技術的應用，將會改變這種情況，尤其是5G 無線通信技術當中龐大的帶寬容量和接近于零延遲的特性，為自動駕駛的反應能力帶來巨大的改善。

（五）娛樂行業(yè)

目前市場當中的VR 設備為人們帶來了嶄新的娛樂體驗，通過虛擬現實設備，實現游戲、影視和購物功能，極大程度提高了用戶的體驗感，但其中在使用VR 設備后的眩暈感，以及4G 網絡下的延時過高等問題，仍然需要被完善。5G 無線通信技術的應用，能夠打破VR 技術壁壘，提高設備的工作效率，帶來更好的應用體驗，而且在5G 無線通信技術背景下所進行的VR 全景直播，也將會更加具有時效性，讓體壇或是電競盛會與觀眾之間零距離接觸，帶給用戶更多的科技感和趣味感。

四、結語

總體來說5G 無線通信技術具有高速度、低時延、低功耗、萬物互聯(lián)等特點，更加符合未來的發(fā)展趨勢，針對于目前背景，在我國5G 無線通信技術研發(fā)當中，應當加大攻堅力度，把握時代先機，從而進一步提高對移動通信的掌控能力，助力偉大復興中國夢的實現。