梁勇華

【摘要】? ? 隨著我國移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，我們逐漸迎來了5G通信時代。作為第五代移動通信技術(shù)，在進行5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的過程中，需要應(yīng)用到包括大規(guī)模天線技術(shù)、毫米波通信技術(shù)、設(shè)備到設(shè)備傳輸技術(shù)、云計算技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)等在內(nèi)的關(guān)鍵性的5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這些技術(shù)的有效應(yīng)用，是確保5G移動通信網(wǎng)絡(luò)健康和有效運行的重要基礎(chǔ)保障。文章就著重的介紹這些5G關(guān)鍵技術(shù)的概念及基本應(yīng)用特點，探討和研究未來5G技術(shù)的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】? ? 5G技術(shù)? ? 移動通信網(wǎng)絡(luò)? ? 應(yīng)用分析

隨著世界范圍內(nèi)信息技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的普及，移動通信技術(shù)的更新?lián)Q代速度是十分驚人的，我們已經(jīng)從4G時代邁入了5G時代。隨著5G技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，已經(jīng)逐步的將其應(yīng)用到移動通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，實現(xiàn)了移動通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和創(chuàng)新。相比于傳統(tǒng)的4G通信網(wǎng)絡(luò)，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)具備低延時、高頻率、全覆蓋、速度快等的諸多優(yōu)勢，能夠很好的滿足大數(shù)據(jù)時代下人們對數(shù)據(jù)獲取與傳輸?shù)幕拘枨?。[1]為了更好的實現(xiàn)5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，就要充分的保障5G技術(shù)在移動通信網(wǎng)絡(luò)中實效性的發(fā)揮，借助于5G技術(shù)全面的實現(xiàn)移動智能終端的大范圍普及，做到智能化移動通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有機融合，進而推動我國信息科技的穩(wěn)步向前發(fā)展。

一、5G技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1信息資源利用率大大提升

當(dāng)前人們對4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)非常熟悉，相比于傳統(tǒng)的2G和3G網(wǎng)絡(luò)，人們在使用4G移動網(wǎng)絡(luò)的過程中能夠明顯的感覺到通信質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的提升。而隨著5G時代的到來，不僅僅是網(wǎng)絡(luò)傳輸速度再一個幅度的提升，更重要的是對網(wǎng)絡(luò)信息資源的利用率的提高。在4G移動網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的過程中，信息資源的利用率只能夠達到50%～60%，而5G技術(shù)則可以將信息資源利用率提升到70%～90%。[2]主要原因就在于5G技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對高頻段資源的深度開發(fā)與利用，進一步優(yōu)化高頻率無線電波的傳遞，從而大大的提升了通信傳輸速度和傳輸質(zhì)量，增強了網(wǎng)絡(luò)連接的穩(wěn)定性，為實現(xiàn)信息資源的有效存儲和利用奠定了重要基礎(chǔ)。

1.2移動通信系統(tǒng)得以優(yōu)化

在進行移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的過程中，需要將各種移動通信技術(shù)進行有機的融合，增強移動通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性。隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)中信息數(shù)據(jù)資源的不斷增加，對移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性架構(gòu)的要求也越來越高。當(dāng)前所采用的5G技術(shù)，其研究和發(fā)展的一個重點方向就是對移動通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性進行增強和優(yōu)化，目的是滿足多元化的用戶需求。在5G技術(shù)中，通過點對點、設(shè)備到設(shè)備之間的信息傳輸，能夠極大的豐富和創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，從而構(gòu)建多元、多面和多邊的移動通信系統(tǒng)，極大地提升移動通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和實用性。

1.3移動通信基站運營成本降低

以往的4G技術(shù)在應(yīng)用的過程中，需要建設(shè)宏基站和數(shù)量眾多的小微基站，并且都需要低壓配電系統(tǒng)進行供電。5G技術(shù)的普及和應(yīng)用無疑需要更多的基站和配電線路。但是與4G技術(shù)不同的是，基于5G的基站建設(shè)其智能化和智慧化程度更高，在進行5G基站建設(shè)的過程中會應(yīng)用到智能電表技術(shù)，實行5G基站智慧用電方案，[3]大大提升了5G系統(tǒng)的聯(lián)動性，因此即使5G技術(shù)下的移動基站增多，但是其整體能耗是呈下降趨勢的。

二、5G技術(shù)在移動通信網(wǎng)絡(luò)中的技術(shù)應(yīng)用

2.1云計算技術(shù)

云計算技術(shù)是5G技術(shù)中必不可少的基礎(chǔ)性技術(shù)。云計算技術(shù)的應(yīng)用能夠提供諸多的云計算服務(wù)，將云計算技術(shù)應(yīng)用到5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)和建設(shè)當(dāng)中，并將其作為關(guān)鍵性的5G技術(shù)，能夠創(chuàng)造新型的運營模式。[4]這一運營模式主要就是指，只需要借助人們手中的移動智能終端設(shè)備，如智能手機、平板等，根據(jù)用戶需求靈活的接入遠(yuǎn)程的云服務(wù)商，就可以快速的實現(xiàn)對資源的獲取和云端存儲。在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中，云計算技術(shù)的應(yīng)用，使得5G技術(shù)不再簡單的執(zhí)行通信服務(wù)，而是能夠同時實現(xiàn)對資源的存儲和資源的調(diào)用，極大提升信息數(shù)據(jù)的計算能力，云備份和云存儲又極大的保證了信息的安全性。

2.2軟件定義與網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)

軟件定義網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)是5G技術(shù)發(fā)展中的重要依賴性技術(shù)。隨著5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的不斷優(yōu)化和升級，在提升移動通信網(wǎng)絡(luò)傳輸速度和傳輸質(zhì)量的同時，也更加關(guān)注移動通信網(wǎng)絡(luò)的安全性和擴展性。軟件定義網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)的應(yīng)用能夠使5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)實現(xiàn)有效的分離，[5]在進行5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的過程中，基礎(chǔ)層、控制層與應(yīng)用層之間的數(shù)據(jù)分離與傳輸就離不開對軟件定義網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)的運用。通過該項技術(shù)，不僅能夠極大的提升5G通信管理的效率，同時還能夠通過轉(zhuǎn)發(fā)分離來拓展5G通道，從而使5G技術(shù)能夠更為全面的支持5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中的不同業(yè)務(wù)需求。

2.3大規(guī)模天線技術(shù)

大規(guī)模天線技術(shù)是5G技術(shù)的一項關(guān)鍵性技術(shù)，在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中發(fā)揮著不可替代的作用，5G技術(shù)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)高頻率的傳輸和大范圍的覆蓋，主要就是依賴于該項技術(shù)。大規(guī)模天線技術(shù)也可以簡單的理解為多輸入和多輸出技術(shù)，也就是在接收端和發(fā)射端兩個端口后分別使用多個接收天線和發(fā)射天線，使得信號能夠通過多個天線進行傳送和接收，保證信號不丟失，從而極大的提升傳輸效率和傳輸質(zhì)量。[6]該項技術(shù)的運用，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的同步即時通訊，成千上百根的天線能夠協(xié)助網(wǎng)絡(luò)信號的傳送和接收，提升了網(wǎng)絡(luò)信息的吞吐量，儲量相比于以往的4G移動通信網(wǎng)絡(luò)，在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的前提下，能夠成倍地提高通信系統(tǒng)的容量。

2.4毫米波通信技術(shù)

毫米波通信技術(shù)是當(dāng)前一個階段5G技術(shù)在移動通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的一項重要技術(shù)。毫米波通信技術(shù)應(yīng)用的要點就是實現(xiàn)微波向高頻段的延伸和光波向低頻段的發(fā)展。就當(dāng)前的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)情況來看，可以應(yīng)用的通信頻段資源是非常有限的，我們一般的通信系統(tǒng)所應(yīng)用的頻譜大多在3G赫茲到6G赫茲這個區(qū)間內(nèi)。而伴隨著移動數(shù)據(jù)流量的爆發(fā)式增長，用戶對于網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的要求越來越高。在5G技術(shù)應(yīng)用的過程中，如何有效的開發(fā)頻段資源就成了關(guān)鍵性的問題?；诤撩撞ㄍㄐ偶夹g(shù)可以實現(xiàn)超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，通過建設(shè)超密集網(wǎng)絡(luò)，拉近點到點之間的傳輸距離，實現(xiàn)快速的相鄰節(jié)點之間的信息感知，這樣就使得超密集網(wǎng)絡(luò)在進行頻段捕捉的過程中，可以有效的提升通訊頻譜效率，這樣就可以大大的縮減網(wǎng)絡(luò)傳輸與下載的速度，甚至可以在幾秒內(nèi)實現(xiàn)百兆的數(shù)據(jù)傳輸。[7]

2.5 D2D技術(shù)

D2D技術(shù)同樣是5G技術(shù)在移動通信網(wǎng)絡(luò)中的一個應(yīng)用要點。所謂的D2D就是指設(shè)備到設(shè)備之間的通信技術(shù)，是 Device-to-Device的簡稱。[8]該項技術(shù)通過利用移動蜂窩，能夠直接實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的信息傳輸，也就是數(shù)據(jù)的直接傳送，不需要將信息傳遞給基站，再由基站進行發(fā)出。設(shè)備到設(shè)備之間直接通信技術(shù)的應(yīng)用，能夠更好的開發(fā)蜂窩系統(tǒng)的功能，包括對無線資源的利用以及終端設(shè)備與設(shè)備之間的會話建立等，極大的減輕了基站的運行負(fù)擔(dān)，提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?/p>

在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中，該項技術(shù)具有非常廣闊的應(yīng)用前景，但是在實際應(yīng)用的過程中，應(yīng)當(dāng)著重的進行抗干擾研究，盡可能減少設(shè)備到設(shè)備之間信息傳輸?shù)母蓴_因素，從而更好地提供智能化的交互式信息服務(wù)。

三、未來5G 技術(shù)的發(fā)展前景

3.1物聯(lián)網(wǎng)

隨著5G技術(shù)在移動通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了必要的技術(shù)支撐。物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興的網(wǎng)絡(luò)交互技術(shù)，與我們的日常生活密切相關(guān)，通過物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)物品與物品之間的信息交換，通過萬物互聯(lián)來改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)和生活方式，真正的開啟智能化時代。當(dāng)前一個階段，物聯(lián)網(wǎng)在交通出行、智慧醫(yī)療、智能制造等方面都有著非常重要的應(yīng)用價值，而物聯(lián)網(wǎng)的普及和應(yīng)用，是以5G技術(shù)為重要支撐的。

5G通信技術(shù)具備寬覆蓋、低延時和高傳輸速度的優(yōu)勢，能夠極大的減少在以往物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)信息傳遞過程中存在的擁堵和延時等的問題，切實提升物聯(lián)網(wǎng)端到端的傳輸性能。以智能家居為例，在5G技術(shù)的支持下，人們可以直接利用手機或者是平板中的 APP來連接家用智能系統(tǒng)，遠(yuǎn)程的實現(xiàn)對家用智能家居設(shè)備的操控，除了實現(xiàn)簡單的開關(guān)控制之外，5G通信技術(shù)的高速率和大容量特點還能夠幫助人們借助智能家居及各類智能家電來實現(xiàn)環(huán)境信息采集以及語音識別，極大的提升家庭生活的智慧化水平。

3.2智能交互

5G技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，能夠為人工智能賦能?；?G技術(shù)的移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，為人工智能的發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。大數(shù)據(jù)、云計算與人工智能都離不開一個穩(wěn)定和高效的通信平臺，只有確保信息傳輸速度和網(wǎng)絡(luò)容量才能夠為各種場景下的智能交互提供可能。5G技術(shù)應(yīng)用的大背景之下，網(wǎng)絡(luò)延遲甚至可以縮短到一毫秒，這樣就可以在進行人工智能交互的過程中來提供更為真實的對話場景，提高人工智能發(fā)展水平。

3.3云生活

在5G移動通信技術(shù)的支持下，人們逐漸迎來了云生活。云計算及大數(shù)據(jù)給人們提供了更加便利的信息傳輸通道，人們不需要再借助一些硬件設(shè)備來進行信息數(shù)據(jù)的存儲，而是做到隨用隨時調(diào)取，同時也可以通過大數(shù)據(jù)分析和大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，來了解用戶的行為特征，主動的為人們過濾掉一些無效信息，給人們提供高質(zhì)量的云端服務(wù)，給人們的生活、工作和學(xué)習(xí)提供極大的便利。

四、結(jié)束語

綜上，5G關(guān)鍵技術(shù)在移動通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，促進了網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量的提升，滿足了當(dāng)前人們對于網(wǎng)絡(luò)通信的實際需求，相信隨著5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的不斷成熟，會給人們帶來更多的便利，真正的讓人們走進智慧化生活時代。

參? 考? 文? 獻

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