5G無線通信技術(shù)概念及相關(guān)應(yīng)用分析

白國軍

（新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 新疆 烏魯木齊 830013）

1 引言

傳統(tǒng)的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)據(jù)傳遞速度慢，而且十分容易受到干擾，影響了企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展和人們之間的交往聯(lián)系。近年來，國內(nèi)開始啟動(dòng)5G項(xiàng)目，將5G無線通信技術(shù)應(yīng)用到通信行業(yè)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不足，給用戶提供了更加便捷的網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)。

2 5G無線通信技術(shù)概述

5G無線通信技術(shù)是在之前無線通信技術(shù)的基礎(chǔ)上提出的，指的是第5代通信技術(shù)。促進(jìn)5G無線通信技術(shù)發(fā)展的因素有很多，但是最重要的包含以下兩個(gè)：第一個(gè)是4G通信技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r良好，已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用到各個(gè)行業(yè)發(fā)展中，整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境十分穩(wěn)定，驅(qū)使著4G技術(shù)朝著更加光明的方向發(fā)展。第二個(gè)因素是隨著通信行業(yè)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)時(shí)代下人們對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)的需求也越來越大，而5G無線通信技術(shù)的應(yīng)用正好滿足廣大用戶的需求，順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的潮流，所以擁有了發(fā)展的可能性[1]。

3 5G無線通信技術(shù)的特點(diǎn)

3.1 傳輸速度快

5G無線通信技術(shù)應(yīng)用到通信行業(yè)中，帶給人們最直觀的感受就是信息傳播的速度更快，延時(shí)更短，這也是5G無線通信技術(shù)的最大特點(diǎn)之一。隨著信息化社會(huì)的發(fā)展，每時(shí)每刻都有海量的信息需要加工和處理，然后進(jìn)行傳播，傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)信息傳遞的速度已經(jīng)不能滿足信息化社會(huì)快速發(fā)展的需要，所以目前來說，5G無線通信技術(shù)是最先進(jìn)的移動(dòng)通信技術(shù)。正常情況下，5G無線通信技術(shù)信息傳播的最高速率是10 Gbit/s，相當(dāng)于4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)信息傳播速度的10倍多，在實(shí)際的運(yùn)用中，這種變化還是十分顯著的。據(jù)相關(guān)的研究調(diào)查顯示，5G無線通信技術(shù)在波段為28 Ghz下速度可以達(dá)到1 Gbps，而4G技術(shù)在相同的條件下只能達(dá)到75 Mbps，從研究數(shù)據(jù)中可以看出5G無線通信技術(shù)信息傳播的速度之快。除此之外，5G無線通信技術(shù)的延時(shí)很小，可以小于1 ms。5G無線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)無疑推動(dòng)了它在通信行業(yè)中的廣泛應(yīng)用[2]。

3.2 兼容性好

近年來，不管是手機(jī)還是平板電腦，為了提高運(yùn)行的效率并節(jié)約成本，越來越重視兼容性。5G無線通信技術(shù)在應(yīng)用中整合了前幾代通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，也將兼容性的特點(diǎn)發(fā)揮到極致，并且形成了可觀的利用優(yōu)勢(shì)。兼容性，換而言之就是集成，集成的對(duì)象可以是技術(shù)，也可以是技術(shù)延伸出來的功能。基于此，5G無線通信技術(shù)可以建立一個(gè)巨大的通信平臺(tái)，在這個(gè)信息平臺(tái)中每個(gè)人都能得到自己所需要的服務(wù)，因?yàn)?G無線通信技術(shù)的兼容性十分強(qiáng)，所以它能夠?qū)⒏鞣N不同類型、不同領(lǐng)域的信息進(jìn)行整合，滿足不同人群的需要。另外，5G無線通信技術(shù)不僅能夠兼容2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，而且能夠接入Wi-Fi等無線設(shè)備，5G無線通信技術(shù)還能夠自動(dòng)審核、過濾無效的信息，減少電池的耗損，延長電池的使用壽命[3]，便利的使用條件成為廣大用戶青睞的重要原因。

3.3 穩(wěn)定性強(qiáng)

穩(wěn)定性是保障5G無線通信技術(shù)在通信行業(yè)中被廣泛運(yùn)用的重要條件，5G無線通信技術(shù)之所以能夠使網(wǎng)絡(luò)資源的配置得到改善，并促使這些資源被更好地利用，都依賴于5G無線通信技術(shù)的穩(wěn)定性。因?yàn)樗粌H能夠保證信息的傳輸速度，而且能夠減少工作中出現(xiàn)的漏洞，優(yōu)化現(xiàn)代5G無線通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，促進(jìn)5G無線通信技術(shù)的發(fā)展。

4 5G無線通信技術(shù)分析

4.1 高頻傳輸技術(shù)

5G無線通信技術(shù)為了提高信息傳播的速度，必須改善傳輸通道，給數(shù)據(jù)傳遞奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在通信行業(yè)應(yīng)用較多的低頻段資源已經(jīng)不能滿足5G無線通信技術(shù)的要求。基于此，相關(guān)的技術(shù)人員可以利用5G無線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，確保5G無線通信的高頻率性。在重視5G無線通信技術(shù)應(yīng)用的前提下，加強(qiáng)高頻傳送資源的開發(fā)，滿足5G無線通信技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)傳播速度的要求。高頻傳輸技術(shù)并不是一項(xiàng)簡單的技術(shù)，它具有一定的開發(fā)難度。通常情況下，頻率段越高，遭受到的阻攔越大，信號(hào)越不穩(wěn)定，傳輸難度也就越大，這在一定程度上阻礙了高頻傳輸技術(shù)的應(yīng)用和更新，必須引起相關(guān)開發(fā)人員的高度重視。

4.2 D2D通信技術(shù)

終端直通(device-to-device，D2D)通信技術(shù)就是兩個(gè)對(duì)等用戶節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信的方式。在D2D通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，每個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)都能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)的發(fā)送和接收，并具有轉(zhuǎn)發(fā)消息的功能。網(wǎng)絡(luò)的參與者共享他們所擁有的一部分硬件，這些共享資源可以向網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，然后被其他的用戶直接訪問而且不需要經(jīng)過中間實(shí)體。基于這種技術(shù)，5G無線通信技術(shù)可以使網(wǎng)絡(luò)部署更加靈活，而且能夠進(jìn)行全范圍覆蓋。

4.3 新型多天線傳輸技術(shù)

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)對(duì)頻譜資源的利用率較低，5G無線通信技術(shù)中通過運(yùn)用新型多天線傳輸技術(shù)能夠大大提升頻譜資源的利用率，從而促使無線通信技術(shù)利用更少的頻譜資源實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的高效傳輸。通過利用新型多天線傳輸技術(shù)，可以在傳輸網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部建立巨大的傳輸網(wǎng)，有效地抑制外界因素對(duì)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的影響，進(jìn)而增強(qiáng)5G無線通信數(shù)據(jù)傳輸中的抗干擾能力。另外，無線傳輸技術(shù)的技術(shù)人員可以借助新型多天線傳輸技術(shù)對(duì)頻譜資源進(jìn)行全面、系統(tǒng)的應(yīng)用，將空間布局與用戶需求結(jié)合，逐漸提高用戶的體驗(yàn)，促進(jìn)我國新型多天線傳輸技術(shù)在更加寬廣的領(lǐng)域應(yīng)用和發(fā)展[4]。

5 5G無線通信技術(shù)的應(yīng)用

5.1 安卓系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著人們生活節(jié)奏的加快，基于手機(jī)靈活方便的特點(diǎn)，移動(dòng)端的用戶遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于客戶端用戶。不管在生活還是工作中，人們只要依靠一臺(tái)手機(jī)就能實(shí)現(xiàn)娛樂、辦公、購物以及社交等不同的需求，便利了人們的生活和工作。并且將5G 無線通信技術(shù)應(yīng)用到手機(jī)安卓系統(tǒng)中，用戶在利用手機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和下載的過程中，速度也有了明顯的提升，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?/p>

5.2 拍照技術(shù)的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)等拍照設(shè)備的成像更加清晰，畫質(zhì)更有質(zhì)感，分辨率也更高，滿足了部分?jǐn)z影愛好者的需要。5G技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，逐漸和攝影成像技術(shù)相結(jié)合，并且兩種技術(shù)起到了相互促進(jìn)、相互提升的作用。通常情況下，手機(jī)在拍攝動(dòng)態(tài)的對(duì)象時(shí)，因?yàn)閷?duì)方一直左右移動(dòng)，所以攝影機(jī)的焦點(diǎn)來回變動(dòng)，不能達(dá)到準(zhǔn)確地聚焦效果，以至于拍攝出的畫面模糊不堪。在這種情況下，人們一般會(huì)用光場相機(jī)，這種相機(jī)很好地應(yīng)用了5G技術(shù)，它能夠準(zhǔn)確地記錄所獲取的光學(xué)信息，彌補(bǔ)構(gòu)圖上的缺陷，從而對(duì)活動(dòng)的物體進(jìn)行有效抓拍。通過光場相機(jī)拍攝出來的畫面一般會(huì)用到科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究工作中，推動(dòng)了我國科學(xué)研究事業(yè)的發(fā)展。

雖然光場相機(jī)具有良好的成像效果，但是通過這種相機(jī)拍攝出來的畫面往往會(huì)占用較大的儲(chǔ)存空間，在拍攝過程中，人們經(jīng)常會(huì)攜帶幾個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備來滿足相機(jī)拍照的需要，所以這在一定程度上限制了光場相機(jī)運(yùn)用的靈活性?；谶@樣的問題，將5G技術(shù)應(yīng)用到光場相機(jī)中，可以增加相機(jī)的容量，擴(kuò)大照片的儲(chǔ)存空間，避免相機(jī)照片儲(chǔ)存少的問題，從而改善了光場相機(jī)運(yùn)用不靈活的缺點(diǎn)。

5.3 遠(yuǎn)程控制應(yīng)用

隨著城市化進(jìn)程的加快，各行各業(yè)都取得了顯著發(fā)展。在行業(yè)發(fā)展的同時(shí)，因?yàn)楦鞣N客觀因素的影響，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用到行業(yè)發(fā)展中，比如遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育等，滿足了不同行業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求。遠(yuǎn)程醫(yī)療方面，通過將5G技術(shù)應(yīng)用到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)醫(yī)生的遠(yuǎn)程醫(yī)療手術(shù)，這不僅能夠緩解醫(yī)療專家和資源地區(qū)分布不均衡的問題，而且能夠減少患者長途跋涉尋醫(yī)問藥的痛苦，指導(dǎo)患者在最佳的就醫(yī)時(shí)間及時(shí)就醫(yī)，保護(hù)了患者的生命安全。遠(yuǎn)程教育方面，因?yàn)槲覈鴸|、西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異大，所以教育資源和設(shè)備在分配上很難保障公平，這就導(dǎo)致很多偏遠(yuǎn)地區(qū)的孩子得不到良好的教育。通過遠(yuǎn)程系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程授課，能夠使偏遠(yuǎn)地區(qū)的孩子獲得和城市一樣的優(yōu)質(zhì)教育，縮短了不同地區(qū)的教育差距，在一定程度上提升了偏遠(yuǎn)地區(qū)的教育質(zhì)量。高危作業(yè)方面，城市化進(jìn)程的不斷加快，房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展迅速，但是隨之而來的高危工作也日益增多，給施工人員的生命安全埋下了隱患。將5G技術(shù)應(yīng)用到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，可以使用智能化的設(shè)備代替人工工作，通過遠(yuǎn)程控制，能夠避免人員直面危險(xiǎn)源，降低了施工人員受到傷害的概率。

5.4 與云計(jì)算結(jié)合

云計(jì)算是分布式計(jì)算的一種，指的是通過網(wǎng)絡(luò)云將巨大的數(shù)據(jù)系統(tǒng)計(jì)算處理程序分解成無數(shù)小程序，然后通過多部服務(wù)器組成的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，將最終的結(jié)果反饋給用戶。云計(jì)算是繼互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)后信息時(shí)代的又一次革新。傳統(tǒng)的4G數(shù)據(jù)傳輸速度對(duì)于云計(jì)算來說，并不能支持海量的數(shù)據(jù)傳輸，一般情況下，數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑蕉?，信息傳輸?shù)乃俣纫矔?huì)有不同程度的下降。但是，5G技術(shù)的高速傳輸特點(diǎn)很好地解決了4G技術(shù)在云計(jì)算中存在的問題，大大滿足了云計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度的要求。同時(shí)，5G技術(shù)還能夠提升云計(jì)算的運(yùn)算精度，使結(jié)果的準(zhǔn)確性更高。

6 5G無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，人們對(duì)于通信技術(shù)的依賴程度越來越大，5G技術(shù)一經(jīng)問世便受到大眾的關(guān)注，因此它在社會(huì)各行業(yè)中被廣泛運(yùn)用成為必然的趨勢(shì)，并且最終它將和4G一樣實(shí)現(xiàn)全面商業(yè)化。5G技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)提高傳輸和接收數(shù)據(jù)的速度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)資源的共享，滿足不同社會(huì)人群的需求。在接下來對(duì)5G無線通信技術(shù)研究和開發(fā)的過程中，應(yīng)該深入挖掘5G無線通信技術(shù)對(duì)頻譜資源的利用，充分利用頻譜資源，減少傳輸過程中的損耗，提高資源的利用率。

7 結(jié)語

5G無線通信技術(shù)的利用和開發(fā)，能夠給人們帶來更加優(yōu)質(zhì)的信息服務(wù)，加快信息化建設(shè)的進(jìn)程。但是，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)該正視5G技術(shù)發(fā)展中存在的問題，采取積極應(yīng)對(duì)的措施，促使5G技術(shù)擁有更好的發(fā)展空間，滿足時(shí)代發(fā)展對(duì)5G技術(shù)的需要。