邱慶鋒

（中鐵建電氣化局集團南方工程有限公司，湖北武漢 430073）

0.引言

當(dāng)下，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更新日益加快，使人們進入信息時代，讓信息化時代的發(fā)展更為迅速，也使得人們對信息的獲取速度和質(zhì)量提出了更高的標(biāo)準和要求，傳統(tǒng)的通信技術(shù)的網(wǎng)速已經(jīng)不能夠滿足人們上網(wǎng)的要求，這也就促使了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)做出創(chuàng)新改革。社會的快速發(fā)展也使得使用網(wǎng)絡(luò)的人數(shù)越來越多，直接增加了互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)壓力，5G通信技術(shù)的誕生。就在很大程度上解決了人們?nèi)粘Ｉ钍褂镁W(wǎng)絡(luò)的需求，5G通信技術(shù)的網(wǎng)速得到了大幅度的提升。目前，不管是政府單位還是企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用都是十分廣泛的，要求通信技術(shù)必須與時俱進，順應(yīng)時代發(fā)展，同時也要注意現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合理應(yīng)用。立足當(dāng)下，結(jié)合發(fā)展要求。就目前來看，5G通信技術(shù)顯然已經(jīng)成為未來互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必經(jīng)之路。它的優(yōu)勢是顯而易見的。所以說，研究5G通信技術(shù)在通訊工程中的應(yīng)用是非常有必要的。

1.5G通信技術(shù)的介紹

5G 移動通信技術(shù)是第五代移動通信技術(shù)的簡稱，同時5G移動通信技術(shù)的發(fā)展是立足于4G移動通信技術(shù)上的。但是，與4G移動通信技術(shù)相比，5G通信技術(shù)所具有的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢更加突出。從網(wǎng)絡(luò)運行速度上來看，5G通信技術(shù)巔峰網(wǎng)速要比4G通信技術(shù)快100倍以上，進一步的提升了為網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的實際質(zhì)量。5G移動通信技術(shù)的部分參數(shù)數(shù)據(jù)如表1所示。我們可以得到，5G 移動通信頻譜大部分都是集中于中高頻段的位置，相對于之前傳統(tǒng)移動通信技術(shù)來說其傳輸損耗率也有所增加。同時，網(wǎng)絡(luò)覆蓋的成本也相對有所增加，5G通信技術(shù)需要波束聚合、以及大規(guī)模 MIMO 等一系列核心技術(shù)手段的廣泛使用。同時在相關(guān)技術(shù)性能要求方面，5G移動通信技術(shù)的相關(guān)技術(shù)要求必然要比4G移動通信技術(shù)更高[1]，需要的技術(shù)更加全面且靈活度也更高，只有這樣的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)才能夠滿足當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求，也在很大程度上實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。

表1 5G通信技術(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)

2.5G通信技術(shù)相對于傳統(tǒng)4G移動通信技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 5G通信技術(shù)使用多天線技術(shù)

5G移動通信技術(shù)作為當(dāng)先最先進的通信技術(shù)相較于傳統(tǒng)4G技術(shù)具有更大更強的優(yōu)勢，具有覆蓋范圍廣、安全性高、傳輸能力強等特點，通過運用多天線技術(shù)達到精確傳輸?shù)男Ч@就是傳統(tǒng)4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)所不具備的。因為傳統(tǒng)4G移動通信技術(shù)的弊端就是不能依靠多天線進行數(shù)據(jù)傳輸，而5G通信技術(shù)正好可以做到這一點，5G通信技術(shù)可以通過依靠微小的毫米波對數(shù)據(jù)進行更加精確的傳輸。所以說，5G通信技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展不僅提高了網(wǎng)絡(luò)速度，同時也利用了新興科技技術(shù)的資源。

2.2 5G基站建設(shè)所需面積更小

5G通信技術(shù)使用多天線技術(shù)，從而使得天線的尺寸不斷減小，這就可以有效地解決以往4G基站建設(shè)所需面積大的問題，使得資源的利用率更大化，從而多建設(shè)小型基站。就目前來看，小型基站的覆蓋范圍要比4G傳統(tǒng)基站覆蓋范圍更加廣一些[2]，通過建設(shè)5G小型基站可以有效地覆蓋4G大型基站不能覆蓋的網(wǎng)絡(luò)邊角。除此之外，通過依靠5G小型基站的優(yōu)勢，可以有效地根據(jù)實際情況來選擇基站安放的合理距離，正是由于5G基站的體積較小的優(yōu)勢也使得網(wǎng)絡(luò)運營商可以在一些城市安放成百上千個小型基站，從而形成一個密集的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)群落，使得網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積更廣。同時，5G網(wǎng)絡(luò)基站的傳輸和接受能力要比4G基站更強，且每個基站都可以傳輸和接收數(shù)據(jù)，在很大程度上增強了網(wǎng)絡(luò)信號的穩(wěn)定性，有效地提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?。其中，很重要的一點是5G小基站的建設(shè)成本也要比傳統(tǒng)4G基站的建設(shè)成本更低，所以，就算是建設(shè)了很多個小型基站，所需要的成本也會比大型基站成本低。

2.3 Massive MIMO技術(shù)的應(yīng)用[3]

通過對5G技術(shù)和4G技術(shù)兩者天線數(shù)量進行比較，可以發(fā)現(xiàn)5G通信技術(shù)的天線數(shù)量要比4G天線覆蓋數(shù)量多10多倍。5G通信技術(shù)可以通過Massive MIMO技術(shù)將它們組成一個大型的天線網(wǎng)絡(luò)，這樣就能夠極大地提升基站對數(shù)據(jù)的容納量，可以更大程度地容納更多用戶，也做到了同MIMO技術(shù)輸入輸出量大的相互之間的吻合。從理論實踐方面來說，Msaaive MIMO技術(shù)的使用并不是一個新型的科技技術(shù)，它也是在4G移動通信技術(shù)的基礎(chǔ)上實踐所得到的。雖然到目前這種技術(shù)還是處于一個小范圍的測試階段，但是它的發(fā)展必將成為5G移動通信技術(shù)未來發(fā)展的有力幫助，同時它也必須要借助5G技術(shù)進行相互融合才能達到最優(yōu)的效果。當(dāng)不同的網(wǎng)絡(luò)用戶對某些數(shù)據(jù)進行資源共享的時候，可能4G技術(shù)不能達到要求，然而5G通信技術(shù)則具備利用Massive MIMO技術(shù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)范圍更大的優(yōu)勢，從而滿足不同用戶的需求。

2.4 波束成形技術(shù)應(yīng)用

波束成形技術(shù)的主要工作原理是通過將散布有限的能量聚集起來，讓這些能量能夠有效的朝著一個方向進行傳播，將能量都聚集起來，很大程度上減少了能量在傳播途中的損失，從而將能量形成很微細的光束，最大程度上減少其他介質(zhì)對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母蓴_，提升了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x。同時，波束成形技術(shù)還可以有效地提升高頻譜的利用率，利用信號的處理算法有效地確定數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂?，?guī)劃出5G網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)在通信工程中傳輸?shù)淖顑?yōu)路線，從而有效地避免了數(shù)據(jù)在傳播過程中由于其他因素造成的中斷或者卡頓。

2.5 其他技術(shù)

2.5.1 全頻段技術(shù)的應(yīng)用

雖然目前4G網(wǎng)絡(luò)可以基本上滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枰强梢钥闯?G頻段資源問題已經(jīng)逐漸明顯了，同時也成為目前網(wǎng)絡(luò)所面臨的主要的問題之一。雖然，在一般的情況下4G網(wǎng)絡(luò)頻段也是足夠人們正常的使用，但是，伴隨著網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致線上的負擔(dān)增加，還會出現(xiàn)頻段資源不足以支持網(wǎng)絡(luò)用戶使用的情況[4]，直接影響了網(wǎng)絡(luò)用戶的使用體驗。所以，這些問題是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展必須要解決的，這時就需要充分利用5G移動通信技術(shù)中的全屏段技術(shù)，這項技術(shù)能夠有效且靈活地解決4G網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)頻段不足的問題。就目前來看，5G移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的普及并不很高，尚處于測試階段，要保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸速度以及穩(wěn)定性，可以利用全頻段技術(shù)降低相關(guān)設(shè)備的體積，有效提升網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省?/p>

2.5.2 SDN/NFV 技術(shù)的應(yīng)用NFV 與 SDV 技術(shù)應(yīng)用的主要內(nèi)容是網(wǎng)絡(luò)實際功能的虛擬化和利用軟件定義網(wǎng)絡(luò)，這兩項技術(shù)的應(yīng)用也為5G技術(shù)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。在此項技術(shù)的背景下云服務(wù)網(wǎng)絡(luò)又給5G在很大程度上提供了發(fā)展技術(shù)支持，這些技術(shù)促使了5G技術(shù)的快速發(fā)展，也穩(wěn)定了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的內(nèi)容。在相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通信工程中SDN/NFV技術(shù)的存在是十分必要的，網(wǎng)絡(luò)的運行以及許多程序化的工作運行都依靠這兩項技術(shù)的支持，在我們的生活中已經(jīng)越來越離不開網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，5G技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用也將成為幫助人們工作、學(xué)習(xí)等一系列問題處理的最好方式，同時也很有效地將資源的利用率達到最大化，能夠滿足人們的需求。

3.我國5G通訊技術(shù)的核心技術(shù)

3.1 云計算在5G通信技術(shù)中的應(yīng)用

目前，在大數(shù)據(jù)調(diào)控的時代背景下，通過使用大數(shù)據(jù)對企業(yè)進行管理分析，在很大程度上提升企業(yè)在市場中的競爭力，能夠讓企業(yè)在市場中站穩(wěn)腳跟。企業(yè)的發(fā)展也同樣離不開大數(shù)據(jù)分析，大數(shù)據(jù)分析主要利用對數(shù)據(jù)的分析、計算、運行、儲存等，同時大數(shù)據(jù)的計算是離不開云服務(wù)平臺的協(xié)助。在全球范圍內(nèi)幾家典型的云計算公司主要是騰訊、阿里巴巴、亞馬遜等，目前很多技術(shù)的發(fā)展都已經(jīng)離不開云計算的技術(shù)支持，當(dāng)然，5G通信技術(shù)的發(fā)展同樣也離不開云服務(wù)。通過云計算更加高效地將數(shù)據(jù)文件下載到本地的步驟，可以直接對數(shù)據(jù)文件進行提取分析，給用戶帶來很大的便利，也在一定程度上提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。

3.2 信號傳輸技術(shù)在5G通信技術(shù)中的應(yīng)用

5G信息技術(shù)為什么可以使網(wǎng)絡(luò)速度快，主要是因為其單個信號源就可以做到同時接收和傳輸數(shù)據(jù)，信號傳輸技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上降低了能源的損耗，做到了可持續(xù)發(fā)展也提升了效率。傳統(tǒng)3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在接打電話的同時如果后臺在下載程序，那么程序所需網(wǎng)絡(luò)將會停止下載，導(dǎo)致程序軟件下載中斷。造成此問題的主要原因是單個信號源只能做到單向的傳輸或者接收工作。然而，信號傳輸技術(shù)則很有效地解決了這一問題，因為在5G通信技術(shù)中信號傳輸?shù)膽?yīng)用是雙向的能夠支持兩組數(shù)據(jù)的同時傳輸，同時一組數(shù)據(jù)在進行任務(wù)時也不會想到另一組數(shù)據(jù)的下載任務(wù)。中轉(zhuǎn)站主要是連接網(wǎng)絡(luò)信號的發(fā)送和傳輸，但是單單依靠中轉(zhuǎn)站這種信號傳輸方式是完全不夠的，因為這種結(jié)構(gòu)方式比較簡單，非常容易被一些不法分子利用。5G技術(shù)則是直接利用蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸下載，其中不需要任何中轉(zhuǎn)站而是通過直接進行數(shù)據(jù)的傳輸。這樣就可以減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間，同時也保證了數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全性，大大提升了數(shù)據(jù)傳輸效率。

4.5G技術(shù)在通訊工程中的應(yīng)用

通訊工程在我們的日常生活中無處不在，通訊工程的實際應(yīng)用推動了社會的快速發(fā)展，給人們的生活以及企業(yè)的生產(chǎn)都帶來了很大的幫助。隨著社會的發(fā)展人們的生活水平不斷增強，對通信技術(shù)的要求也越來越高。5G移動通信技術(shù)在很大程度上就有效地解決了這一問題，為此將5G技術(shù)應(yīng)用到通訊工程當(dāng)中已經(jīng)成為一個迫切的任務(wù)。

4.1 5G在未來通訊工程建設(shè)的實際應(yīng)用

通過由5G網(wǎng)絡(luò)試點城市所得到的數(shù)據(jù)，可以得出未來通訊工程建設(shè)的需求是迫切的，5G技術(shù)能夠提升網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，提升數(shù)據(jù)信息的速率。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸多數(shù)都是需要通過基站這一節(jié)點對數(shù)據(jù)進行傳輸，這種信息的傳輸需要時間，不能實現(xiàn)信息實時傳輸?shù)哪康模?G技術(shù)則可以實現(xiàn)無節(jié)點快速傳輸，5G技術(shù)的傳輸方式實現(xiàn)信息的短距離傳輸，可以提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣冗€能提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性，除此之外，5G技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享，可以節(jié)約時間，最主要的是在傳統(tǒng)的通訊工程建設(shè)中需要的成本較大。5G技術(shù)則可以有效地解決這一問題，不僅可以降低網(wǎng)絡(luò)相關(guān)通訊建設(shè)的成本還能有效地降低信息的傳遞速度，充分利用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動，加快推進互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展。

4.2 5G技術(shù)在智能通信領(lǐng)域的應(yīng)用

5G技術(shù)之所以可以超越4G技術(shù)的原因不僅是其網(wǎng)速快，更主要的原因是其智能化程度更高。為此5G通信技術(shù)在通訊工程中的應(yīng)用則更需要考慮其智能化程度，快速發(fā)展的社會為5G技術(shù)的發(fā)展提供了非常廣闊的平臺。智能化的5G技術(shù)在通訊工程中的應(yīng)用必將會在很大程度上加快信息的傳播速度，同時要順應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求[5]，穩(wěn)中求進。在日常生活中，5G技術(shù)不僅可以使用于移動手機中，還可以實現(xiàn)萬物互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)化，如公共指示牌、路燈等都存在著5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，在信息的傳輸上5G網(wǎng)絡(luò)保持著高效、穩(wěn)定、迅速的水平。目前，智能化城市的建設(shè)也成為當(dāng)前通訊工程的熱點目標(biāo)，5G技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)萬物互聯(lián)、汽車無人駕駛等一系列智能化服務(wù)。同時，5G技術(shù)智能化也表現(xiàn)在物流層面，現(xiàn)在物流更新速度更快是因為有智能物流的協(xié)助。在建設(shè)智能化城市時一定要清楚建設(shè)的目標(biāo)，要著力于服務(wù)群眾的目標(biāo)。實現(xiàn)這一目標(biāo)就需要大力建設(shè)5G工程，在未來要實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的“綠色可持續(xù)發(fā)展”，保證資源的合理利用。總之，5G通信技術(shù)在通訊工程中的建設(shè)意義十分重大，因此，要保證5G技術(shù)的發(fā)展，從而推動未來社會的發(fā)展。

5.結(jié)語

伴隨著信息化時代的快速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)工程在相關(guān)政策的扶持下發(fā)展越來越迅速，在這樣的背景下5G技術(shù)脫穎而出，依靠自身的優(yōu)勢成功站穩(wěn)了腳跟，5G技術(shù)研究逐漸滲透于我們的生活當(dāng)中，也將會應(yīng)用于未來的通訊工程建設(shè)中，提高通信的質(zhì)量，有效提升數(shù)據(jù)傳輸速度。我們終將要秉持著科技強國的根本理念，促進國家在通信工程領(lǐng)域快速發(fā)展，要不斷增強5G技術(shù)在未來通訊工程建設(shè)中的實際應(yīng)用，穩(wěn)固提升網(wǎng)絡(luò)速度，為未來實現(xiàn)全面智慧城市奠定基礎(chǔ)。