5G移動通信技術的應用與發展分析

那家峰

沈陽電信工程局(有限公司) 遼寧 沈陽 110027

引言:隨著移動終端的普及,人們對通信技術逐漸變得更加依賴。無線網絡數據流量的激增,網絡速度及穩定性的需求,節能環保的要求,也推動移動通信技術更快的革新。在當前背景下,移動通信技術因為人們需求的提升也需要不斷發展。5G技術就是移動通信領域的新技術,其在傳輸,安全,能耗等方面均具有明顯優勢。因此它的應用也能夠更快的出現在我們生活中的各類場景。

一、5G移動通信技術的發展形勢

移動通信技術更新迭代,當前主流的5G移動通信技術將會不斷發揮巨大的作用,影響范圍也會越來越廣。在信息資源的使用程度和信息的傳遞速度上,5G相比4G都更具有優勢。5G移動通信技術不僅僅縮短了傳送時延、增強了無線信號覆蓋能力,也在客戶體驗和能級等層面上有顯著提高。5G移動通信技術對設備的更新改進也極其重視,引入了大流量傳感系統,讓技術應用更加靈活和智能。隨著5G技術應用的日趨深入,移動網絡流量提升千倍的目標也將不會久遠。

二、5G移動通信技術的關鍵技術分析

(1)高頻段傳輸:相比之前幾代通信技術,5G移動通信技術可以應用更多的頻段,新增了技術十分成熟的高頻段。以往各代移動通信的工作頻段主要分布在3GHZ以下的低頻段,這造成頻譜資源極其擁擠,而高頻段可用的資源確十分豐富,可以實現極高速的短距離通信,可以滿足5G容量和傳輸速率等方面的需求。高頻段5G移動通信的主要優點就是可用帶寬充足、天線和設備小型化、天線高增益,這些使得5G技術的傳輸速度可能達到4G的百倍。

(2)新型多天線傳輸:多天線技術也是經歷了多次技術革新,從無緣到有源、從二維到三維、從高階MIMO到大規模陣列的發展,每一次新技術的應用都是在保證了系統傳輸可靠性的同時,大大提高了整個系統頻譜資源的利用效率。

(3)同時同頻全雙工:通信雙工節點自身發射機信號的干擾可以被消除,通信的收發雙方在相同的頻譜上也可同時發射和接收信號,有可能使空口頻率提高近一倍,加強了移動通信網絡的穩定性和靈活性。

(4)設備間直接通信(D2D):無需借助基站即可實現端到端的直接通信,開拓網絡連接和接入方式。D2D技術下數據速率更高、時延更小、功耗更低;通過廣泛分布終端,可以高效利用頻譜資源,改善覆蓋。對靈活的網絡架構和連接方法都能有效適應,并使鏈路的靈活性和網絡的可靠性得到提升。

(5)密集型網絡:通過把網絡密集化來滿足室內和室外的數據傳輸需求,是5G實現“數據流量為4G的千倍”這一目標的技術之一。超密集網絡能夠有效改善網絡覆蓋率,在大幅提升系統容量的同時對業務進行分流,使網絡部署更加靈活。

(6)新型網絡構架:實現了網絡構架低成本、低時延、高效率、扁平化、易維護,未來5G有可能采用會C-RAN接入網構架或云構架。

三、5G移動通信技術的應用及發展趨勢

(1)萬物互聯:物聯網技術在智能電網、智慧物流、智能家居、智能交通、智慧農業、智慧城市等各行各業都起著關鍵的作用,而5G所帶來的流量和速度為“萬物互聯”提供了條件。各行各業的廣泛應用也是5G移動通信的主要驅動力,同時5G技術也成為物聯網的標配,在與各行業進行深度融合的同時,全面實現萬物互聯。物聯網的主要應用場景有:涵蓋倉儲管理、運輸監測和智能快遞柜的智慧物流;涉及智能公交車、共享單車、汽車聯網、智慧停車以及智能紅綠燈的智慧交通;應用于門禁、報警和監控的智能安防;應用于水、電、燃氣等表計以及路燈的遠程控制的智慧能源;應用場景為醫療可穿戴和數字化醫院的智能醫療;體現在用電照明、消防監測以及樓宇控制的智慧建筑;主要實現工廠的數字化和智能化改造的智能制造;從單品連接、物物聯動至平臺集成逐步過渡的智能家居;應用于自動售貨機和無人便利店的智能零售;應用于農業可視化診斷、遠程控制以及災害預警的智慧農業。可以說,物聯網技術已經滲透到我們的日常生活中了,并且變得越來越密不可分,而5G就是支撐物聯網需求的基礎,5G和物聯網也相互促進對方快速發展。

(2)云端生活:在當前智能化,信息化的時代對信息高速傳輸和實時分享也提出了更高的要求,因此云技術得到了廣泛的運用。云技術擴展了信息的存儲數量,而且為信息的穩定性和安全性做出了強勁的保障。5G移動通信技術帶來的數據流量的增加與傳輸速度的提升能夠給予云技術應用更多的安全保障。在5G通信技術的支持下云端網盤將會逐漸取代硬盤,在生產、生活、科技、娛樂等諸多方面得到廣泛應用,能夠讓人們享受更多人性化、便捷化的云服務。

(3)智能交互:對于要求時間精準、網絡超快的技術應用,例如虛擬現實、增強現實、無人駕駛汽車、遠程醫療等,在5G低時延的情況下成為可能。通過無線網絡將渲染好的視頻放在VR眼鏡中進行顯示,虛擬現實體驗者可獲得長時間的高質量觀影體驗;位置感知、無線網絡下的高精度定位、軌跡預存并考慮移動性管理與優化等感知業務的實現,令家居智能化、行車智能化、手術遠程控制等都將成為現實。5G通信網絡為大數據挖掘分析、人工智能、機器學習等技術提供了便利,同時這些技術使無線網絡更加智能。

結束語

為了推動5G技術的應用和發展,我們要充分利用5G移動通信技術高速率、低時延、大容量的特征,與云計算、人工智能等新技術相結合,為用戶提供更多智能化的業務體驗,建立更健全的以人為本的信息生態系統。同時我們還要繼續探討更多可能的應用方向,進而推動5G技術在各領域的全面應用。