淺談5G技術(shù)的應(yīng)用

孫津燕

摘要：自20世紀(jì)80 年代以來(lái)，移動(dòng)通信每十年出現(xiàn)新一代革命性技術(shù)，持續(xù)加快信息產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新進(jìn)程，不斷推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的繁榮發(fā)展。作為通用目的技術(shù)，5G 將全面構(gòu)筑經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，從線上到線下、從消費(fèi)到生產(chǎn)，從平臺(tái)到生態(tài)，推動(dòng)我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展邁上新臺(tái)階。5G 正處于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)形成和產(chǎn)業(yè)化培育的關(guān)鍵時(shí)期，全球各國(guó)在國(guó)家數(shù)字化戰(zhàn)略中均把 5G 作為優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，因此，通信技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)真研究和探討 5G 技術(shù)特點(diǎn)，分析 5G 技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，塑造移動(dòng)通信競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù)；應(yīng)用

1、5G 移動(dòng)動(dòng)通信技術(shù)特點(diǎn)

1.1 同頻同時(shí)雙全工技術(shù)

同頻同時(shí)全雙工是無(wú)線通信業(yè)界頗為關(guān)注的一項(xiàng)新興技術(shù)，技術(shù)主要功能是減少環(huán)境因素對(duì) 5G 移動(dòng)通信技術(shù)的影響，更好的提高用戶的通用效果。而傳統(tǒng)雙工模式主要是頻分雙工（FDD）和時(shí)分雙工（TDD），避免發(fā)射機(jī)信號(hào)對(duì)接收機(jī)信號(hào)在頻域或時(shí)域上的干擾。5G 技術(shù)定位于頻譜效率更高、速率更快、容量更大的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，故解決無(wú)線頻譜緊張的關(guān)鍵技術(shù)之一就是同時(shí)同頻全雙工技術(shù)。同頻雙全工技術(shù)不僅成倍的提升頻譜的利用率，能夠適應(yīng) 5G 移動(dòng)通信的發(fā)展要求，還可以適應(yīng)復(fù)雜多樣的 5G 移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)需求。

1.2 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)

新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在 5G 時(shí)代的主要變化包括核心網(wǎng)全面云化，從集中式演變?yōu)榉稚⑹?；采?C-RAN 架構(gòu)以實(shí)現(xiàn)靈活的無(wú)線資源管理和功能部署，滿足移動(dòng)邊緣計(jì)算的需求；理論上基站覆蓋半徑更短、密度更大，對(duì)熱點(diǎn)高容量地區(qū)還會(huì)采用超密集組網(wǎng)。這些變化也對(duì)承載領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大影響，核心網(wǎng)業(yè)務(wù)錨點(diǎn)下移，回傳網(wǎng)絡(luò)更加扁平化；C-RAN架構(gòu)帶來(lái)更多的前傳訴求，前傳網(wǎng)絡(luò)要滿足低成本、靈活組網(wǎng)的需求；光纖進(jìn)一步下移，需要部署更多的承載節(jié)點(diǎn)。值得注意的是，由于 5G 將推動(dòng)運(yùn)營(yíng)商參與到全行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型中，其所面向的應(yīng)用場(chǎng)景也將呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，為支持一張物理網(wǎng)絡(luò)同時(shí)面向不同的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)切片成為必須。

1.3多天線傳輸技術(shù)

多天線傳輸技術(shù)也是 5G 移動(dòng)通信技術(shù)的主要發(fā)展方向之一，多天線傳輸技術(shù)通過有源天線的列陣，對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)頻譜的利用率提升有很好的作用，也很好的提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度，節(jié)省移動(dòng)通信成本。多天線傳輸技術(shù)在提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性方面有很好的作用，促進(jìn) 5G 移動(dòng)通信能夠更好的融入人們?nèi)粘Ｉ?，提?5G 移動(dòng)通信技術(shù)的利用率。

1.4超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以促使終端在部分區(qū)域內(nèi)捕獲更多的頻譜，距離各個(gè)發(fā)射節(jié)點(diǎn)距離也更近，提升了業(yè)務(wù)的功率效率、頻譜效率，大幅度提高了系統(tǒng)容量，并天然地保證了業(yè)務(wù)在各種接入技術(shù)和各覆蓋層次間負(fù)荷分擔(dān)。但超密集部署場(chǎng)景下，由于各個(gè)發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離較小，網(wǎng)絡(luò)間的干擾將不可避免，主要類型有：同頻干擾，共享頻譜資源干擾，不同覆蓋層次間的干擾，鄰區(qū)終端干擾等。超密集地部署網(wǎng)絡(luò)發(fā)射節(jié)點(diǎn)，使得小區(qū)邊界數(shù)量劇增，加之小區(qū)邊界更不規(guī)則，導(dǎo)致更頻繁、更為多樣的切換，原有的 4G 分布式切換算法會(huì)使得其小區(qū)間交互控制信令負(fù)荷會(huì)隨著小區(qū)密度的增加以二次方趨勢(shì)增長(zhǎng)，極大地增加了網(wǎng)絡(luò)控制信令負(fù)荷。超密集部署場(chǎng)景下的切換算法是必須解決的問題。

1.5自組織網(wǎng)絡(luò)（SON）技術(shù)

5G 移動(dòng)通信技術(shù)在信息傳遞過程具有一定復(fù)雜性，而通過引入 SON 技術(shù)較好的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)方面的問題，可以給移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提供豐富人力物力資源，保證 5G 移動(dòng)通信技術(shù)的適應(yīng)智能化的網(wǎng)絡(luò)需求。但是，就當(dāng)前而言，SON 技術(shù)仍處研發(fā)實(shí)驗(yàn)階段，其技術(shù)本身也存在較多需要完善的地方。但總的來(lái)講，在互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的現(xiàn)階段，SON 技術(shù)具有十分誘人的應(yīng)用前景，其具有其他移動(dòng)通信技術(shù)所沒有的靈活信，對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化、監(jiān)控與通道切換等方面，都有很好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。而且，通過 SON 技術(shù)和超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，能夠促進(jìn)站點(diǎn)之間的傳輸能力，也為異構(gòu)部署提供更方便的解決方法。25G 技術(shù)的應(yīng)用

2、5G技術(shù)的應(yīng)用策略

2.1 提升用戶業(yè)務(wù)需求

5G 技術(shù)將用戶的各類需求作為主要服務(wù)內(nèi)容，將良好的通信服務(wù)提供給不論是處于人丁稀少的農(nóng)村還是人口密集的城市等任何環(huán)境、地點(diǎn)中的用戶，使其通信能夠始終保持暢通。而不論是在可靠性、時(shí)延、地域變換還是流量變遷等方面，5G 技術(shù)所預(yù)期的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)都更高于 4G 網(wǎng)絡(luò)。

2.2 高密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行密集部署，借助更高的頻譜服用度對(duì)系統(tǒng)容量及頻譜效率進(jìn)行優(yōu)化，或是通過蜂窩尺寸的減小實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量的擴(kuò)大。如 IG 系統(tǒng)中，單蜂窩能夠達(dá)到數(shù)百平方公里的覆蓋面積，而在用戶數(shù)不斷增加后，對(duì)于系統(tǒng)容量也就提出了更高的需求，單蜂窩也逐漸縮小至幾平方公里的覆蓋區(qū)域，部署較為廣泛的皮蜂窩不超過 100 米的蜂窩半徑，而飛蜂窩甚至只有 20 米左右的蜂窩半徑。分布式天線系統(tǒng)與皮蜂窩有一定的相似點(diǎn)存在，不同天線組所覆蓋的區(qū)域也不同，但是對(duì)于基帶處理都是集中執(zhí)行。

2.3 萬(wàn)物互聯(lián)

5G 移動(dòng)通信以人為核心的連接延伸向萬(wàn)物互聯(lián)，推動(dòng)數(shù)字化社會(huì)的全面到來(lái)，并從根本上改變整個(gè)世界的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。與之前歷代移動(dòng)通信相比，3G 與 4G 使人類進(jìn)入移動(dòng)寬帶時(shí)代，而 5G 不僅關(guān)注人與人之間的通信，還將網(wǎng)絡(luò)延伸到物的連接，能夠孵化各行業(yè)新應(yīng)用，使人類將進(jìn)入數(shù)字化的全聯(lián)接社會(huì)。這些都將給社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生活帶來(lái)革命性的影響。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，整個(gè)行業(yè)需要在技術(shù)和應(yīng)用上不斷創(chuàng)新，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展。

2.4兼容性高的融合網(wǎng)絡(luò)。在未來(lái)，隨著 5G 技術(shù)的不斷發(fā)展，將會(huì)在 4G 技術(shù)的基礎(chǔ)上，將電視網(wǎng)絡(luò)、廣播網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)等多種形式的網(wǎng)絡(luò)用高兼容性的特點(diǎn)將其融合到一起，從而實(shí)現(xiàn)低成本、低費(fèi)用，也就是通過 5G技術(shù)的高兼容性實(shí)現(xiàn)最大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)利益。高兼容性優(yōu)勢(shì)應(yīng)用會(huì)實(shí)現(xiàn)比特幣應(yīng)用，5G 技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⒔嚯x無(wú)線技術(shù)等無(wú)接觸技術(shù)支持下的支付方式朝著更加安全的方向不斷發(fā)展，由此衍生出來(lái)的網(wǎng)絡(luò)虛擬貨幣—比特幣也會(huì)隨著 5G 技術(shù)的發(fā)展成為概念型產(chǎn)品被國(guó)際金融界所認(rèn)可，比特幣利用 P2P 網(wǎng)絡(luò)將眾多的節(jié)點(diǎn)分布數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析和交易，在 5G 技術(shù)安全性和高兼容性特點(diǎn)的支持下，比特幣將會(huì)被世界所認(rèn)可，從而改變經(jīng)濟(jì)活動(dòng)方式。

3未來(lái) 5G 技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)上文分析的 5G技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用，在未來(lái)，5G技術(shù)的興起會(huì)在通信行業(yè)產(chǎn)生新的改革熱潮，根據(jù)我國(guó)目前移動(dòng)通信服務(wù)運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)濟(jì)效益獲取成分分析，語(yǔ)音服務(wù)、SMS服務(wù)等仍然占有較高的比重，因此 5G技術(shù)的研發(fā)會(huì)經(jīng)過一定的發(fā)展時(shí)期才能夠被業(yè)界真正的重視起來(lái)。我們要認(rèn)識(shí)到，未來(lái) 5G 技術(shù)的發(fā)展不僅僅是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的高速性和安全性，更為重要的是實(shí)現(xiàn)全球化網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫銜接，通過 5G 技術(shù)不可避免的高兼容性為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展創(chuàng)造新的機(jī)遇，在 5G技術(shù)的兼容性特點(diǎn)下，終端生產(chǎn)廠商會(huì)被集中到同一個(gè)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上，制式不同、規(guī)格不同的無(wú)線終端將實(shí)現(xiàn)集成，這位全球移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，5G技術(shù)不僅會(huì)在移動(dòng)通信領(lǐng)域帶來(lái)巨大變革，而且也會(huì)對(duì)醫(yī)療、教育、汽車、軍事等多個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生相應(yīng)的影響，將推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域朝著智能化、集成化的方向不斷發(fā)展。

結(jié)束語(yǔ)

5G技術(shù)帶來(lái)的不僅僅是高速、安全的網(wǎng)絡(luò)，更多地是帶來(lái)全球化網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接。在5G通信技術(shù)發(fā)展的道路上，我國(guó)可以更好地引領(lǐng)世界經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展，更好地同步信息，促進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)一體化。5G的未來(lái)對(duì)軍事、醫(yī)療、建筑、教育等各個(gè)方面都會(huì)帶來(lái)前所未有的信息便利，整個(gè)世界將建成更加智能、完善的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張盛楠.淺談5G無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用前景[J].民營(yíng)科技，2017（12）：120.

[2]許明元.5G低時(shí)延技術(shù)的應(yīng)用淺析[J].移動(dòng)通信，2017，41（09）：90-96.

[3]曾劍秋.5G移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用趨勢(shì)[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2017，30（02）：1-4.

[4]楊小會(huì).5G技術(shù)與應(yīng)用淺談[J].中國(guó)新通信，2016，18（18）：104.

[5]郭爽楠，李子健.5G技術(shù)的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2016（03）：29-30.