金蓓芳

摘要：在現(xiàn)代生活中，為了滿足人們的通信需求，通信技術(shù)的支持必不可少，同時也需要通信設(shè)備的配合。隨著通信設(shè)備的不斷普及，數(shù)據(jù)傳輸量也在不斷增加。就目前的通信技術(shù)而言，它越來越不能滿足信息流的要求。因此，5G無線通信系統(tǒng)研究的實質(zhì)是做好持續(xù)發(fā)展和改進，并與客戶的實際需求相匹配。本文論述了5G通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)以及具體的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：5G 網(wǎng)絡(luò);關(guān)鍵技術(shù);5G 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用分析

1概述

1.15G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀

2015年6月，2015年IMT-2020（5G）峰會在北京舉行。會議發(fā)布了一份關(guān)于5G技術(shù)的白皮書，其中包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面，云已經(jīng)成為共識，如何將SDN、NFV等概念應(yīng)用到無線領(lǐng)域是最重要的課題;在頻率方面，高頻與低頻、授權(quán)頻譜和無證頻譜的協(xié)同應(yīng)用是一種共識，但在如何實現(xiàn)每個場景的協(xié)同方面仍存在較大差異。

1.2 5G網(wǎng)絡(luò)特點

從5G生態(tài)鏈發(fā)展的角度來看，5G將與4G在初期共同演化，這是由5G自身前進的過程決定的，LTE和LTE -A也將向前邁進。5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)至少在以下三個方面改變了我們的移動接入體驗：（1）高容量：無論是室內(nèi)還是室外，移動網(wǎng)絡(luò)無處不在，在高密度應(yīng)用場景中都能滿足高帶寬（高性能）接入;（2）超可靠：與3G/4G時代相比，通信的穩(wěn)定性有了顯著提高;（3）低延遲：能更好地滿足當(dāng)前和未來應(yīng)用的需要，如視頻、物聯(lián)網(wǎng)（物聯(lián)網(wǎng)）、M2M、車輛互聯(lián)網(wǎng)、遠程醫(yī)療、大型傳感器網(wǎng)絡(luò)、電網(wǎng)、交通甚至智能城市控制。當(dāng)然，它還包括當(dāng)前熱門的AR和VR。

25G通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)分析

5G通信網(wǎng)絡(luò)的運行需要關(guān)鍵技術(shù)的支撐。一般來說，5G通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)包括無線傳輸技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。

（1）無線傳輸技術(shù)包括大規(guī)模MIMO技術(shù)、F- OFDM技術(shù)和全雙工技術(shù)。① 大規(guī)模MIMO技術(shù)是5G通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它保證了通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定、安全運行。該技術(shù)不僅操作簡單，而且能取得良好的效果，目前已得到廣泛應(yīng)用。它實現(xiàn)了天線陣列的組合，使得多個天線可以在不改變基站帶寬和密度的情況下進行連接，從而提高頻譜效率，保證信息傳輸質(zhì)量，從而保證網(wǎng)絡(luò)的安全，穩(wěn)定高效的多區(qū)域多用戶同步通信。需要注意的是，在使用這項技術(shù)時，要合理配置天線，即結(jié)合現(xiàn)場實際情況適當(dāng)增加天線數(shù)量，科學(xué)采用混合配置方式，增強天線分布配置效果，從而提高信息傳輸和接收的效率。另外，這種天線配置可以有效提高智能設(shè)備的空間資源利用率，即使存在信號干擾，該技術(shù)也可以屏蔽它們。② F- OFDM技術(shù)，也稱為正交頻分復(fù)用技術(shù)。該技術(shù)利用載波將信道變換成多個子信道，將高速信息流分散成低速子信息流，使每個正交子信道傳輸這些并行子信息流，從而提高信號的抗干擾能力，保證信息傳輸?shù)挠行浴４送?，該技術(shù)通過合理配置循環(huán)前綴和子載波間隔，可以適應(yīng)不同的業(yè)務(wù)需求，使視頻資源得到更充分、更有效地利用。③ 全雙工技術(shù)。該技術(shù)在5G通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，可以有效地消除信息發(fā)送器和信息接收器中存在的干擾因素，提高通信網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力，使信息數(shù)據(jù)的傳輸穩(wěn)定高效，并實現(xiàn)信息收發(fā)過程中的視頻資源共享，使發(fā)射信號和接收信號的功率不受影響，從而提升5G通信網(wǎng)絡(luò)的使用效果。

（2）無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。① 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用擴展了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容量，使信息和數(shù)據(jù)可以同時存儲和傳輸，而不影響信息和數(shù)據(jù)的傳輸速率。同時，為了滿足5G通信網(wǎng)的運營標(biāo)準(zhǔn)，傳輸距離和終端距離可以適當(dāng)調(diào)整。另外，為了提高結(jié)構(gòu)的抗干擾能力，需要調(diào)整結(jié)構(gòu)節(jié)點間的距離，改進和優(yōu)化結(jié)構(gòu)形狀。② 自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這項技術(shù)是解決5G網(wǎng)絡(luò)部署問題的有效手段。能夠及時有效地應(yīng)對超密集網(wǎng)絡(luò)，智能恢復(fù)通信網(wǎng)絡(luò)，促進系統(tǒng)自動配置效率的提高，不斷優(yōu)化和完善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，自動檢測和分析通信網(wǎng)絡(luò)運行中的故障，并將問題上報核心系統(tǒng)，使工作人員能夠及時修復(fù)，同時可以大大降低人為錯誤的發(fā)生頻率，從而保證網(wǎng)絡(luò)運行的可靠性和穩(wěn)定性。

（3）毫米波高頻通信新技術(shù)。它是實現(xiàn)毫米波向高頻、光波向低頻轉(zhuǎn)換的一種新型通信技術(shù)。它可以成為毫米波高頻通信的新技術(shù)、D2D通信技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。毫米波是一種電磁波，屬于線性波。其發(fā)射光譜波長范圍約為1～10mm，頻率寬度范圍約為30～300ghz。為了更好地將無線通信技術(shù)應(yīng)用于5G無線通信區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)，需要提高毫米波的利用率。為了提高信息傳輸?shù)念l率，需要改變天線的數(shù)量，增加波長。由于傳統(tǒng)的毫米波傳輸在能量傳輸中具有傳統(tǒng)的高功率損耗的缺點，因此有必要結(jié)合大規(guī)模的MIMO傳輸技術(shù)來降低毫米波能量傳輸?shù)墓β蕮p耗，提高信號質(zhì)量。D2D通信主要分為單播、多播和廣播三種形式。這些通信形式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)度困難。目前，這個問題還有待解決。此外，與WiFi和藍牙通信技術(shù)相比，該技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。它能更好地將設(shè)備與蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接起來，避免了蜂窩網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸消耗大量的流量。它具有較高的數(shù)據(jù)連接穩(wěn)定性，能夠遠距離進行數(shù)據(jù)傳輸，信息數(shù)據(jù)傳輸速率高，數(shù)據(jù)傳輸延遲小，功耗小。

35G 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用分析

由于5G技術(shù)具有巨大的帶寬容量和近乎零的時延特性，5G網(wǎng)絡(luò)的多域應(yīng)用主要有以下幾個方面：

（1）5G連接工業(yè)智能互聯(lián)網(wǎng)快速連接網(wǎng)絡(luò)機器人：高可靠性、超低時延的5G連接網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)遠程人工智能自動控制工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與機器人的快速數(shù)據(jù)同步。在5G技術(shù)的支持下，制造業(yè)將用統(tǒng)一的電子計算行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)取代當(dāng)今分散的計算行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從而更有效地實現(xiàn)提高生產(chǎn)率的目標(biāo)。

（2）5G體育網(wǎng)絡(luò)體驗：通過CPU與智能手機之間的大量數(shù)據(jù)同步傳輸數(shù)據(jù)，5G體育網(wǎng)絡(luò)體驗幫助用戶實現(xiàn)快速的體育直播視頻組播。借助于來自不同攝像機位置和角度的高速實時視頻信息流以及幾乎零延遲的數(shù)據(jù)傳輸，用戶將能夠?qū)崟r增強和快速分享自己真實的職業(yè)高爾夫體驗。

（3）5G級虛擬機與現(xiàn)實的互動：虛擬網(wǎng)絡(luò)空間的毫秒延遲和超高吞吐量，讓兩個人的虛擬機和真實的移動用戶在不同的網(wǎng)絡(luò)空間共同工作和互動。遠程業(yè)務(wù)協(xié)作和遠程業(yè)務(wù)監(jiān)控將使您能夠有效優(yōu)化不同的遠程業(yè)務(wù)管理應(yīng)用程序和工作流程，包括遠程監(jiān)控教育、生產(chǎn)、機器人維護和設(shè)備維修。

（4）智能電網(wǎng)的應(yīng)用：5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，可以實現(xiàn)智能電源的優(yōu)化升級，有效解決停電問題，控制運行過程中的電力設(shè)備能耗，降低智能電網(wǎng)運行成本，提高電力企業(yè)的實際效益。

（5）在云技術(shù)中的應(yīng)用：帶寬、信息和數(shù)據(jù)傳輸以及環(huán)境是影響云技術(shù)運行的因素，因此云技術(shù)運行存在一定的安全風(fēng)險。5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)傳輸方面具有明顯優(yōu)勢。如果將其集成到云技術(shù)中，可以為云技術(shù)的運行提供安全保障，避免信息和數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t或中斷，降低云技術(shù)的運營成本。

4結(jié)論

5G通信網(wǎng)絡(luò)改變了人們的通信方式，在網(wǎng)絡(luò)連接和信號傳輸方面具有突出的優(yōu)勢，提高了智能設(shè)備的利用率，將成為未來通信的主流。目前5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)仍處于初步應(yīng)用和持續(xù)研發(fā)階段，具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ瑢?G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的需求將使其未來在許多領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分可觀，這將有力地推動我國通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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