5G通信信息技術應用及發展探析

儲元舒

摘要：本文分析了5G通信信息技術中關鍵技術的具體應用，提出了5G通信信息技術的發展趨勢，期望對充分發揮出5G通信信息技術的應用價值有所幫助。

關鍵詞：5G通信信息技術;大規模天線陣列技術;M2M技術

我國5G通信信息技術走在世界前列，在我國步入5G商用元年之際，必須加大對關鍵技術的應用研究，將大規模天線陣列技術、靈活頻譜共享技術、M2M技術和D2D技術等技術作為5G標準建設的重點內容，進一步提升第五代移動網絡通信系統在超低時延、超高速率以及海量連接方面的性能，滿足5G應用場景和用戶的使用需求。

一、5G通信信息技術的應用

（一）大規模天線陣列技術的應用

大規模天線陣列技術是5G通信信息技術中的關鍵技術之一，該技術以概率統計學原理為基礎，在基站側天線數超過用戶天線數時，促使信道趨于正交，信號干擾逐步消失，用戶信噪比明顯提升，以保證相同時頻資源滿足更多用戶同時使用的需求。大規模天線陣列技術可通過部署現有頻段提高系統容量和頻譜利用效率，該技術熊夠應用于室內外熱點、高層建筑、異構網絡、無線回傳鏈路等應用場景，形成廣域覆蓋，進一步優化異構化網絡部署的干擾控制策略，保證通信傳輸的可靠性[1]。

（二）靈活頻譜共享技術的應用

靈活頻譜共享技術基于共站址宏站，聚合使用運營商現有的基礎載波資源，可滿足5G超高流量和超高速率的需求。運營商可應用靈活頻譜共享技術覆蓋熱點區域內的小站與宏站，實現多個運營商在同一區域內的頻譜資源共享。從5G通信容量的增益層面進行分析，應用靈活頻譜共享技術可使網絡具備自組網特性，提高基站快速調整能力，提高共享頻段的資源利用效率。同時，在應用該技術的同時，要解決頻譜資源動態變化問題和多優先級網絡共存問題，并強化對共享資源池的維護，以及優化信道和參考信號設計，有效降低頻譜共享產生的信號干擾。

（三）M2M技術的應用

M2M技術涵蓋短距離通信技術和廣域覆蓋技術，如ZigBee、Wifi、GSM、LTE等技術，通過應用M2M技術可提升5G無線覆蓋率。在具體應用中，需優化設計窄帶技術方案，結合運用重復技術、編碼技術，提高上行覆蓋頻率，降低終端發射功率，以增強網絡覆蓋效果。同時，應用M2M技術可增加用戶連接數量，允許多用戶同時發送信息，提升上行連接能力，并且M2M技術還可簡化信令流程，降低空口數據發送的電池消耗，達到節約能源目的。

（四）D2D技術的應用

D2D技術應用車直接通信技術實現車與網絡的遠程通信，通信運營商可應用該技術提供車一網通信遠程服務，保證V2X通信（包括車車通信、車路通信、車人通信）的可靠性，有效降低時延。在實際應用中，可結合采用D2D技術與蜂窩網絡技術，優化設計VDC方案，滿足分布式通信與中心調度的通信管理要求，減輕網絡側負載，保證數據能夠通過高質量的信道傳輸到終端設備。

（五）新型多載波技術的應用

新型多載波技術是適用于多種業務類型、多種應用場景的通信技術，通過優化設計出最為合適的波形和參數，可提供特定通信業務服務。在實際應用中，新型多載波技術融合應用新型調制編碼技術、新型多址技術、大規模天線陣列技術，能夠滿足5G通信的多樣化需求。

二、5G通信信息技術的發展趨勢

（一）成為信息領域核心技術

我國正全面推進5G網絡建設，加速5G通信信息技術、5G通信設備、終端設備和芯片的發展，在未來一段時期內，5G通信信息技術必將成為信息領域的核心技術，帶動相關軟硬件產品更新換代，提升信息產業經濟效益和社會效益。同時，隨著5G通信信息技術的快速發展，還會促進通信產業與其他產業的融合互動，構建起以5G通信產品或服務為核心的5G生態體系，形成5G產業圈，從而驅動經濟快速發展。

（二）提升通信網絡運營效率

與46相比，5G的整體性能得到全面提升，可以為用戶提供超高速率的上網體驗，端到端的傳輸延時為毫秒級，每平方公里的流量密度能夠達到幾十Tbps，連接數密度能夠達到100萬，移動性可以達到500km/h，峰值速率約為數十Gbps[2]。5G的主要性能指標為傳輸時延、連接密度以及用戶體驗，它的出現能夠在現有的基礎上，進一步提升通信網絡的運營效率，網絡的部署也將隨之變得更加靈活，成本效益的提升非常顯著。

（三）與其他領域深度融合

5G通信信息技術的應用優勢體現在大寬帶、低時延和眾連接三個方面，可促進移動網絡升級，提高無線傳輸速率，并實現通信信息技術與多個領域深入交互，帶動傳統產業向智能化的方向轉型發展。如，5G通信信息技術可以為無人駕駛、無人機、醫院醫療等行業領域提供通信支持;可以為智慧城市、智能政務、智能交通等領域的智能化建設提供網絡終端接入服務;可以為裸眼3D、HRD視頻等領域提供超高容量的寬帶服務。由此可見，在未來的發展時期內，5G通信信息技術將成為產業賦能、設備賦能、網絡融合的技術支撐者。

（四）捉進產業創新發展

如今的產亞發展與通信網絡之間的關聯度越來越高，5G匯聚了諸多的信息技術，如大數據技術、云計算、IT（人工智能）、Iot（物聯網）以及區塊鏈等等，由此必將孕育出更多全新的模式及業態，也將催生出大量的新興產業。5G所帶來的除高速傳輸之外，還有便利的數據儲存以及精準的識別與判斷，這些全都成為數字經濟發展的動能，有助于優質資源共享目標的實現，對于產業的創新發展具有重要的促進作用。

三、結論

綜上所述，在5G通信信息技術快速發展的背景下，要進一步優化關鍵技術方案，應用5G關鍵技術提高通信傳輸的可靠性，擴大5G網絡廣域覆蓋范圍，發揮出5G通信信息技術的應用價值。同時，通信運營商要持續建設5G通信網絡系統，提高通信網絡運營效率，促使5G通信信息技術滲透到其他行業產業領域中，推動經濟快速發展。

參考文獻：

[1]馮維.5G通信信息技術應用及發展研究[J].科技創新導報，2019（3）：71-72.

[2]古炎輝.移動通信信息技術應用及其發展分析[J].通訊世界，2020（3）：108-109.