5G通信網絡的主要技術應用與發展前景探析

王春陽

（陜西國際商貿學院 陜西 咸陽 712000）

1 引言

網絡融入并改變著我們的生活與工作方式，網上購物、網上訂餐、網上聊天、視頻會議、網絡辦公、網絡營銷……同時也助力了各行各業的發展。5G技術對我國移動通信網絡的發展意義重大。2019年是全球5G發展里程碑的一年，更是中國5G蓬勃發展的一年；這一年移動、聯通、電信、廣電5G商用牌照的發放，意味著我國正式進入了5G商用時代，各種各樣的5G產業、5G技術方興未艾，5G影響和改變了大眾生活，生活里一切事物都變快了，讓“萬物互聯”更加緊密無縫，人與家居、家居與家居之間的交互連接會更加的高效便捷，生活變得更美好，城市也因此會更加智能。一些新興行業對于網絡計算機處理的要求越來越高，5G技術的出現滿足了其對于高質量服務網絡的需求。為了能夠應對數據爆炸時代信息海量的現狀，為了開發更多項目來滿足人民日益增長的需求，各種學術研究和商業研究都對5G技術展開了積極探索。因此，本文通過對5G技術的內涵特點進行分析，著重對5G技術應用的交頻分復用技術、全雙工技術、大規模MIMO技術等做了分析研究，希望能夠為5G網絡技術的發展添磚加瓦。

2 5G移動通信網絡內涵

移動通信網絡技術在不斷推進發展，5G技術的發展也預示著我國移動通信網絡技術的逐漸成熟。作為新一代移動通信網絡應用的重點，5G是以4G移動通信技術為基礎，兼具了4G的所有優勢，并對4G技術的進一步完善和擴展，是對通信網絡技術的創新應用模式，是一個質變的過程。5G技術能夠提供高速的處理效率以及更大的系統容量，更好地滿足移動網絡的通信應用需求。物聯網和移動互聯網都是以5G移動網絡通信技術為基礎的升級應用，5G移動網絡通信主要是圍繞這兩個方面來進行展開，比如虛擬現實之間的連接、云計算處理等方面。傳統的移動通信服務范圍是人與人之間的連接，隨著5G技術的不斷成熟，將會推動人與人、物和物、人與物之間的相互傳遞信息，為人們的信息傳輸和溝通提供更加便捷的服務，以期真正實現萬物相連。5G移動網絡可以與生活中的各個領域實現鏈接，進行更加深層次的融合與互動，以更好地推動新興產業與技術的發展[1]。

3 5G移動通信網絡主要特點

3.1 網絡功能更加豐富多樣且全面

面對豐富的移動互聯網、物聯網需求，在核心網方面已經有更加高效靈活的控制系統。5G網絡能夠確保技術靈活快速的適應多樣化的發展應用，數據傳輸時能夠保證安全性和隱私性，可以支持更多新產業方面的應用。5G技術高頻段振動譜利用效率提升，綜合了寬帶技術、光載無線組網等技術，實現網絡處理效率更快、管理更優化、功能更加全面。

3.2 網絡性能更優，體驗感更強

網絡性能的高低對于用戶使用體驗有著非常重要的影響，5G網絡的開發目標就是為了給用戶帶來更好的體驗。5G技術可以實現更大范圍的網絡全覆蓋，隨時實現與網絡的高效連接。在未來使用移動網絡的人數只會越來越多，要能夠有超高的接入效率，超低的時間延長，更低的運營成本，能為用戶帶來更加可靠滿足的體驗。

3.3 網絡運營更加智能

計算機網絡可以通過大數據智能化分析，對人的各種特性進行研究。5G網絡應該能夠提高智能決策能力，從而實現全面的為人類服務，比如，借助5G的智能化軟件可以通過個人的地理位置，用戶的喜好以及狀態等進行實時監控分析，通過分析了解現狀、問題，提出解決的方案，實現精細化的管理。

3.4 網絡生態更加友好

移動通信網絡雖然為日常工作與生活帶來了便利，提供了交流平臺。在移動網絡的應用中一旦出現數據丟失、數據泄露等，就可能會導致一個企業或者國家數據庫安全問題。個人用戶在使用移動網絡時會出現網絡卡頓，消息傳遞延遲，就會影響用戶使用感受。5G移動網絡技術的發展過程中，網絡流量將會更快，信息傳遞與信息保護方面將會有更好的改觀。各大移動商都非常注重網絡處理問題，處理移動數據問題。通過5G技術的發展成熟，能夠對這些問題進行優化處理，保證整體安全。

4 5G技術在移動通信網絡中重要應用

4.1 MIMO技術與大規模MIMO技術

MIMO技術的應用已經較為成熟，在很多無線通信系統中都有應用，通過基站接收信號，并為用戶傳遞信息。這項技術可以在不增加帶寬的情況下，提供更高的系統容量和頻譜利用率，能夠有效提高頻譜效率[2]。傳統的系統容量較容易受到外界干擾而導致容量受限，而且不能夠通過其他途徑來增加系統容量，而這項技術的應用，可以不增加發射功率就能夠提高容量。這項技術可以在發射和接收兩個終端同時接收多個信息系統。這項技術業已成為無線網絡技術的重點研究對象。通過數十年的研究發展，不僅能夠在各行業中都占有一定比例，在新一代的5G通信研究中也有所應用。這項技術可以將數據通過多個天線發射出去，在接收端進行整合時能夠整合成為一個完整的信息。大規模MIMO技術與MIMO技術原理相似，只是在密集程度不同所需要差別處理方式[3]。大規模MIMO技術是5G發展過程中的關鍵技術，5G技術會在以后的應用更加普遍。

4.2 正交頻分復用技術

正交頻分復用技術是將總帶寬分為各個不同的部分，每一條線路傳輸一種信號，要求總頻率寬度要大于各個子信道頻率之和。在傳輸過程中，每一個道路的傳輸信號不能相互干擾，通常在子信道中間設置隔離帶來保證互不干擾。隨著通信需求的不斷增加，寬帶成為重點研究對象，在通信過程中經常會出現的信號干擾，有噪音，信號傳輸延遲等問題。通過正交頻分復用技術，可以在傳輸系統中對傳輸符號進行周期延長，抵抗干擾。通過不影響各頻道之間的信號傳輸，使傳送數據更加高效。在早期的研究中，由于技術方面不成熟，造價昂貴，成本比較高，通過不斷的研究，現代技術相對成本比較低，而且性能更好，信號轉換進行傳輸時相互干擾的幾率更小。目前這項技術經常被應用于廣播式的音頻視頻領域，比如說數字視頻廣播，電視等方面。

4.3 全雙工技術

全雙工技術是數據的傳輸和接收過程中同時進行。視頻電話就是這一技術的應用，視頻電話接通時，可以接收到電話對面的信號。全雙工系統之間信號傳遞不會受到干擾，就好像生活中常見的雙車道一樣，兩輛車可以相對行駛，互不干擾。使用全雙工系統能夠讓數據傳播有更高的效率，讓數據傳播速度更快。全雙工系統能夠合理應用的前提就是消除自身干擾，但是全雙工系統能否完全使用還屬于未知狀態，現有的全雙工系統并不屬于真正意義上的沒有干擾。5G技術應用對全雙工技術非常關鍵，自干擾問題存在是限制全雙工技術發展的主要因素，但是在未來的研究過程中，全雙工技術必然會實現歷史性的創新。

5 5G 技術發展前景

5G技術在通信中的應用非常廣泛，不僅能夠為我們提供更多的方便，還能構建完整的網絡發展體系。5G網絡的深入研究不僅是為了滿足人類的需求，更是國家發展對互聯網要求不斷提高的結果。要實現5G移動網絡中的各種目標，需要對5G移動網絡進行各個方面的突破，我們需要緊跟時代的發展步伐，做好自己的工作，更新發展理念。

隨著智能化與信息化時代的到來，社會各個領域發生了巨變，要順應時代的潮流，做好各項工作的安排，不斷引進新的技術。5G技術的全面發展，通信技術體系與運行結構都將逐漸轉型發展，技術標準與結構都將會進一步優化。5G網絡技術研究與發展，讓移動網絡通信更加靈活地服務客戶，在不同的情景下有多元化的工作模式。

5G技術的標準化發展進程。2013年，中國就正式成立5G技術推進小組（IMT-2020小組），致力于推進5G 技術應用策略與需求、技術標準體系及知識產權等方面的，并擴展延伸國際化應用。IMT-2020小組發布5G技術需求、5G技術概念、5G無線技術架構等一系列白皮書文件，構建體系化的技術運行框架。IMT-2020小組描繪5G技術發展愿景，確定了關鍵功能與用戶體驗率等目標。5G技術在應用規模、運行場景、數據傳輸、時延管理等方面都實現全面轉型和大幅升級。另外，在管理5G路標和規劃項目的基礎上，新空口技術部署將在兩個階段完成，其中第二個階段是處理Rel.1.6版本，在今年完成部署。基于此，全面推進5G技術的運行和升級，為用戶提供更加優質的體驗。

5G技術的商用計劃的推進。按照我國工業與信息化部相關要求，5G技術的商用計劃的啟動成為了通信行業發展規劃中關鍵項目。移動、電信、聯通運營商中構建商用計劃模式與管理標準，對啟動規?；M網試驗項目具有重要的意義和價值。我國5G技術商用規劃項目，按國際標準建立對應的芯片生產體系，我國相應的電子產品企業將進一步推動研究進程，完善領域布局，提高管理水平，發揮其商用價值的實際作用。

6 結語

5G技術在移動通信網絡方面的使用在未來越來越普遍。5G網絡在將來會服務于人們，應用于教育工作，休閑交通等場所，涵蓋了幾乎生活中的所有方面。在未來的移動通信中，5G技術作為重點應用，開展相關的研究對我國的技術科技發展，以及國家綜合實力影響都有著重要的作用意義。未來的移動通信網絡會更加復雜，5G技術的多元化發展能夠面向更加廣闊的業務類型，與更多的行業領域進行深度融合。5G技術的應用實現網絡升級和模式創新，在未來人工智能技術也需要不斷發展，這項技術在5G技術的支持下更加成熟，通過5G技術的應用讓萬物互聯，提高網絡的性能和資源的利用率，為人們提供更加舒適的網絡體驗。