陳國棟

（廣西千萬里通信工程有限公司，廣西 南寧 530000）

1 5G移動通信技術(shù)的優(yōu)勢

作為第五代移動通信技術(shù)，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相較于4G網(wǎng)絡(luò)有著多方面的顯著優(yōu)勢，主要包括如下3個方面。第一，從信息傳遞速率角度看，由于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有針對移動通信系統(tǒng)的全新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其峰值傳遞速率比4G網(wǎng)絡(luò)通信高出十倍，使得通信更加流暢快捷，用戶體驗更好；第二，從信息傳輸延遲角度看，5G實現(xiàn)毫秒級傳輸時延，為即時通信創(chuàng)造良好的技術(shù)支撐；第三，從網(wǎng)絡(luò)連接能力角度看，目前5G技術(shù)已經(jīng)能夠承載千億級別連接，實現(xiàn)全方面提升網(wǎng)絡(luò)性能，能夠容納更多設(shè)備終端以及存儲更多數(shù)據(jù)量。實現(xiàn)接近光線的網(wǎng)絡(luò)接入速率，讓時延體驗無限接近于“零”，是5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為用戶提供沉浸式體驗的關(guān)鍵。現(xiàn)如今，信息化、數(shù)字化經(jīng)濟的發(fā)展離不開5G作為關(guān)鍵的技術(shù)基礎(chǔ)與多個領(lǐng)域進行深度融合。通過各行業(yè)對傳統(tǒng)商業(yè)模式開展創(chuàng)新，將使得5G更加深入各個領(lǐng)域，不斷擴展當前數(shù)字化經(jīng)濟可發(fā)展的潛力空間，因此5G將在近幾年逐漸成為移動通信的主導(dǎo)，并廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。5G作為未來社會中必備的基礎(chǔ)設(shè)施，給予公眾全方位服務(wù)的同時，將推動各行業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)型發(fā)展或進行技術(shù)升級。

2 5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 M2M、D2D通信技術(shù)

在5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，M2M與D2D技術(shù)充當著非常重要的角色。M2M技術(shù)能夠使機器之間互相通信。D2D技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備之間互相通信。

M2M的體系結(jié)構(gòu)包括機器、應(yīng)用、中間件、通信網(wǎng)絡(luò)和M2M終端（見圖1）。WMMP（Wireless M2M Protocol）協(xié)議（見圖2）是為實現(xiàn)M2M業(yè)務(wù)中的M2M終端與M2M平臺之間、M2M終端之間、M2M平臺與M2M應(yīng)用平臺之間的數(shù)據(jù)通信過程而設(shè)計的應(yīng)用層協(xié)議。在5G網(wǎng)絡(luò)中，M2M技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)交互式服務(wù)，不僅能夠根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)請求給予答復(fù)，提供信道資源，而且能同時滿足一些常見的協(xié)議。在M2M技術(shù)的實際應(yīng)用過程中，存在信道過載的問題。因此，M2M技術(shù)在實際應(yīng)用過程中需要有效控制其負荷，規(guī)范通信應(yīng)用。

D2D通信方式給予用戶更大的靈活性，通信過程不再依賴網(wǎng)絡(luò)，D2D通信鏈路建立起來即可在沒有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備干預(yù)的情況下傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了用戶間的直接通信。這種通信方式克服了基站位置固定的限制，并且可以在較低功率損耗水平下實現(xiàn)比基站轉(zhuǎn)發(fā)更高的數(shù)據(jù)速率，更低的時延響應(yīng)，非常適用于短距離通信。D2D體現(xiàn)了5G通信系統(tǒng)從傳統(tǒng)的以基站為中心的通信模式向以用戶為中心的通信模式的轉(zhuǎn)變，面對復(fù)雜的通信場景需求，可以顯著提高用戶的通信體驗。圖3為D2D通信示意圖。

圖1 M2M的體系結(jié)構(gòu)

圖2 WMMP協(xié)議示意圖

圖3 D2D通信示意圖

2.2 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

由于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)流量很大，其流量增長情況呈現(xiàn)直線上升的情況。所以需要使用超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，縮短終端與節(jié)點之間的距離，擴大5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容量，從而提高網(wǎng)絡(luò)傳輸信息的效率。在實際應(yīng)用該技術(shù)的過程中，為了進一步保證網(wǎng)絡(luò)的效率，需要讓網(wǎng)絡(luò)能夠感知附近的節(jié)點，使5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠與超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之間和諧有效地運行。通過降低超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)運行時的壓力能夠應(yīng)付5G網(wǎng)絡(luò)啟動和關(guān)閉時的隨機性。部署網(wǎng)絡(luò)時采用動態(tài)網(wǎng)絡(luò)部署的技術(shù)，能夠有效降低節(jié)點之間相互干擾的情況，同時能夠減少網(wǎng)絡(luò)時空變動的情況。圖4為超密集異構(gòu)網(wǎng)組網(wǎng)示意圖。

圖4 超密集異構(gòu)網(wǎng)組網(wǎng)示意圖

2.3 MIMO技術(shù)

MIMO技術(shù)是一種天線設(shè)置技術(shù)。MIMO技術(shù)可以根據(jù)5G網(wǎng)絡(luò)中空間因素對接收和發(fā)送端的天線進行設(shè)置，實現(xiàn)天線的分集和復(fù)用，從而實現(xiàn)資源的高效利用。5G通信網(wǎng)絡(luò)根據(jù)基站安裝和天線配置等可以提高網(wǎng)絡(luò)的容量。在目前的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)運用中，通過聯(lián)合使用集中式和散落式分布法可以有效提高設(shè)備的空間分辨率，降低網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射功率，增強網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力。

2.4 SDN/NFV技術(shù)

云計算服務(wù)技術(shù)與運營網(wǎng)絡(luò)相融合為5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)擴展性發(fā)展提供了助力。5G網(wǎng)絡(luò)在可擴展性和安全性方面進行了技術(shù)的規(guī)劃。SDN/NFV技術(shù)是一種全新架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬化以及軟件的自定義。在建設(shè)5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的過程中，SDN/NFV是一種基礎(chǔ)性的技術(shù)。該技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠促進網(wǎng)絡(luò)通信各層的有效建立，如基礎(chǔ)層、控制層及應(yīng)用層等。在應(yīng)用以上各層的過程中，5G網(wǎng)絡(luò)接口調(diào)用均采用的是開放式的API。

2.5 移動云計算

移動云計算的主要架構(gòu)包含基礎(chǔ)設(shè)施、客戶端軟件以及云平臺等。由于5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)具有低時延的特性，使得在本地實現(xiàn)對云端電腦進行實時控制變得更加實用。在5G技術(shù)高速發(fā)展的同時，移動端計算性能也在不斷增強，服務(wù)變得越來越多樣化。近年來，隨著各種終端設(shè)備的增加，通過5G技術(shù)實現(xiàn)萬物互聯(lián)成為了可能，移動云平臺為實現(xiàn)萬物互聯(lián)提供了優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。移動云計算技術(shù)的充分應(yīng)用，能夠大力促進信息服務(wù)模式的創(chuàng)新和改革，幫助建立新的運營和交付模式。利用移動云技術(shù)，通過接入5G網(wǎng)絡(luò)，能夠根據(jù)不同的需求與不同的智能服務(wù)終端進行連接，幫助用戶有效地獲取資源和信息。同時，云計算能夠有效實現(xiàn)資源的存儲，還能靈活地使用各項資源，充分利用終端的計算資源，有效地補充了本地資源不足的情況。

3 5G移動通信技術(shù)在信息服務(wù)中的應(yīng)用

3.1 在物聯(lián)網(wǎng)方面的實際應(yīng)用

例如，無人駕駛汽車對信號進行有效的接收需要幾秒鐘，這是由4G網(wǎng)絡(luò)的實際速度來決定的，但如果實現(xiàn)5G通信技術(shù)的大面積覆蓋，那么發(fā)射與接收的時間會變得更短，大概是1 ms，這促使了無人汽車創(chuàng)新與變革，有利于無人汽車的發(fā)展。同上，各種智能設(shè)備都將會受到它影響，由傳統(tǒng)的低效率轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝?、高準確度，不可否認的是5G通信技術(shù)的普及對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展起到巨大的推動作用。

3.2 在數(shù)字化信息服務(wù)中的應(yīng)用

進入5G時代，人們能夠通過5G網(wǎng)絡(luò)快速下載和閱讀自己感興趣的書籍。而對于喜歡聽歌曲的人來說，5G的網(wǎng)絡(luò)可以讓他們無需等待便可以聽到自己想要聽的歌曲。同時，5G網(wǎng)絡(luò)提升了用戶的體驗感，促進了大家的溝通與交流，在潛移默化中改變著人們的生活方式[1-2]。

3.3 在云端計算中的應(yīng)用

5G移動通信技術(shù)作為新生的通信技術(shù)，會給云計算提供多種服務(wù)。當前云計算在通信市場有一定的規(guī)模，但因為云計算存在損耗大、垃圾數(shù)據(jù)過多、傳輸速度過慢等問題，制約了云計算技術(shù)的發(fā)展。服務(wù)商對于網(wǎng)絡(luò)的要求質(zhì)量高，而使用5G技術(shù)可以較大程度上降低云計算的損耗。5G的關(guān)鍵性技術(shù)與云服務(wù)密不可分，5G通信技術(shù)的發(fā)展程度越好，則云服務(wù)的用戶體驗感也就越好。同時，5G技術(shù)中的密集型技術(shù)實現(xiàn)大范圍的室內(nèi)和室外的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和較為迅速的傳輸速度，可使服務(wù)器因延遲或卡頓而產(chǎn)生問題的概率降低，很好的解決了用戶因網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差而降低舒適度問題。5G技術(shù)還改進了游戲應(yīng)用中的服務(wù)，優(yōu)化了系統(tǒng)中游戲數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)，使其上傳的速度更加快捷。這樣減少了能源消耗，促進節(jié)能減排綠色發(fā)展。

4 結(jié) 論

移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)給人們的生活帶來了煥然一新的體驗。在不久的將來，隨著5G網(wǎng)絡(luò)的推廣與基站的不斷設(shè)立，人們將可以享受到更加舒適的體驗。