5G 無線通信技術(shù)及應(yīng)用分析

朱火興 中通服建設(shè)有限公司

引言

相比于4G 無線通信技術(shù)，5G 技術(shù)的傳輸速度將會(huì)成百倍提高，并且5G 網(wǎng)絡(luò)的主要目標(biāo)是讓終端用戶始終處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，在智能手表、健身腕帶和家庭設(shè)備等多領(lǐng)域都有良好的應(yīng)用，是未來社會(huì)更加趨向智能化、現(xiàn)代化的良好技術(shù)保障。雖然5G 無線通信技術(shù)目前仍然處于發(fā)展中階段，還并未達(dá)到全面普及，但其應(yīng)用優(yōu)勢已經(jīng)初步得以體現(xiàn)，在不久的將來，將會(huì)進(jìn)一步的推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步，為公眾提供更加便利的條件。

一、5G 無線通信技術(shù)

5G 無線通信技術(shù)是經(jīng)過升級(jí)、改進(jìn)以及優(yōu)化處理后的無線通信技術(shù)，具有便利性和靈活性，除卻為人們能夠帶來物聯(lián)網(wǎng)消費(fèi)當(dāng)中更快的網(wǎng)速外，在車聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)通信當(dāng)中發(fā)揮更大的優(yōu)勢。目前信息時(shí)代背景下，各國之間對于5G 無線通信技術(shù)研發(fā)工作如火如荼，能夠率先掌握5G 核心理念和工藝并進(jìn)行推廣，不僅能夠?yàn)閲覂?nèi)部帶來極大的改變，同時(shí)也是國家綜合國力的良好體現(xiàn)。5G 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起源于2014 年三星電子的宣布，在三星電子開發(fā)并試驗(yàn)的過程中，各大企業(yè)分別對該技術(shù)進(jìn)行深入探索，時(shí)至今日，5G 技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)不再局限于企業(yè)的競爭體現(xiàn)，更是關(guān)系到國家是否能夠率先把握時(shí)代的機(jī)遇，從而提高國際影響力的重要因素，在2017 年8 月，我國華為技術(shù)有限公司作為國內(nèi)通信設(shè)備行業(yè)的先驅(qū)者，與德國電信進(jìn)行合作，并且部署了基于最新3GPP 標(biāo)準(zhǔn)的5G 新空口連接，為我國長遠(yuǎn)發(fā)展打了一劑強(qiáng)心針，在5G 時(shí)代風(fēng)起云涌的同時(shí)，我國工信部在2018 年許可三大運(yùn)營商進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，從國家政策角度為我國5G 事業(yè)發(fā)展提供了良好的后盾支持。在多重因素影響的背景下，我國已經(jīng)于2019 年3 月30 日在上海建成并試用首個(gè)行政區(qū)域5G 網(wǎng)絡(luò)，6 月6 日，依中國電信集團(tuán)有限公司、中國移動(dòng)通信集團(tuán)有限公司、中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司、中國廣播電視網(wǎng)絡(luò)有限公司申請，工業(yè)和信息化部經(jīng)履行法定程序，向四家企業(yè)頒發(fā)了基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)經(jīng)營許可證，批準(zhǔn)四家企業(yè)經(jīng)營“第五代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信業(yè)務(wù)”。在不久的將來，我國將會(huì)借助5G 技術(shù)的研發(fā)力量，更加提高國際競爭實(shí)力，為實(shí)現(xiàn)偉大復(fù)興邁出堅(jiān)定的步伐。

二、5G 無線通信技術(shù)的優(yōu)勢

（一）兼容性能

在5G 無線通信技術(shù)當(dāng)中，兼容性能將會(huì)得到良好的完善，能夠在4G 的基礎(chǔ)上增強(qiáng)數(shù)十倍之多，是4G 無線通信技術(shù)所不可比擬的。在5G 無線通信技術(shù)發(fā)展中，大量上網(wǎng)通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用將會(huì)得到良好的發(fā)展，諸如藍(lán)牙、NFC、WIFI 等無線技術(shù)，如果能夠得到5G 無線通信技術(shù)的兼容性作為支持，運(yùn)行效率能夠極大程度提高，在智能家居和物聯(lián)網(wǎng)的使用中，為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

（二）傳輸速度

5G 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多年來的發(fā)展，已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)速率的提高，在原有傳輸當(dāng)中所存在的瓶頸，也通過不斷的試驗(yàn)被破解，相比于4G 網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率，5G 網(wǎng)絡(luò)提高成倍增長，經(jīng)過試驗(yàn)的推敲，未來5G 傳輸速率可達(dá)10Gbps，用戶在使用過程中，不到一秒的時(shí)間即可下載完畢一部高清的電影，即使是時(shí)下所熱傳的5G 傳輸速率，雖然不能達(dá)到一秒下載的效果，也能夠?qū)崿F(xiàn)幾分鐘的時(shí)間完成下載。所以5G 無線通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境當(dāng)中，線上存量用戶將會(huì)急劇增加，成為電子商務(wù)發(fā)展的福音。

（三）網(wǎng)絡(luò)連接

現(xiàn)代人們在使用網(wǎng)絡(luò)的過程中，難免會(huì)由于網(wǎng)絡(luò)連接不順暢導(dǎo)致應(yīng)用過程中產(chǎn)生延遲卡頓現(xiàn)象，導(dǎo)致用戶的體驗(yàn)感下降，對于網(wǎng)絡(luò)的信心受到影響，而5G 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，從直觀意義來說，是為了提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速率和效率，但從宏觀角度來看，5G 網(wǎng)絡(luò)能夠極大程度促進(jìn)人們對于網(wǎng)絡(luò)的使用率，更加快速的速度為人們提供良好的保障，對于端到端的性能進(jìn)行改良，方便所有網(wǎng)絡(luò)用戶隨時(shí)保持與服務(wù)器的連接，更加符合時(shí)代下的大發(fā)展趨勢。

（四）電池壽命

在5G 無線通信技術(shù)發(fā)展當(dāng)中，相比于4G 通信技術(shù)，能夠極大程度對信息進(jìn)行篩選，避免設(shè)備電池使用過度造成使用壽命下降。5G 無線通信技術(shù)雖然是為了能夠讓用戶保持隨時(shí)與網(wǎng)絡(luò)的連接，但在軟件程序的應(yīng)用過程中，自動(dòng)審核篩選浪費(fèi)電池的應(yīng)用，進(jìn)而阻止無用信息的反饋，達(dá)到避免電量肆意流失，提高電池使用效率，間接提高電池的壽命。

三、5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用

（一）與安卓系統(tǒng)的核心層有效對接

安卓系統(tǒng)作為時(shí)下手機(jī)所廣泛普及應(yīng)用的系統(tǒng)，在與5G 無線通信技術(shù)進(jìn)行對接時(shí)，更加能夠改善通信效果，為用戶提供良好的服務(wù)。安卓系統(tǒng)是以Linux 為基礎(chǔ)的自由和開放源代碼的操作系統(tǒng)，主要采用分層結(jié)構(gòu)，從高至低分別為應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)運(yùn)行庫層和系統(tǒng)內(nèi)核層，在與5G 無線通信技術(shù)進(jìn)行對接中，系統(tǒng)內(nèi)核層能夠完成安卓基礎(chǔ)性文件和硬件驅(qū)動(dòng)的分離。傳統(tǒng)無線通信技術(shù)具有高度的開放性和共享性，導(dǎo)致用戶的信息容易造成泄露，導(dǎo)致用戶的安全受到威脅，而5G 無線通信技術(shù)的保密性能夠在量子密碼學(xué)的應(yīng)用下，極大程度提高加密等級(jí)，幫助用戶建立防護(hù)措施，避免隱患產(chǎn)生。

（二）智能設(shè)備

現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，促成了智能設(shè)備的進(jìn)步，大量方便人們生活以及工作的設(shè)備得到普及，但由于4G 網(wǎng)絡(luò)的限制，很多設(shè)備的使用受到阻礙，無論是數(shù)據(jù)容量還是多個(gè)設(shè)備使用當(dāng)中網(wǎng)絡(luò)的延遲，都會(huì)限制智能設(shè)備的應(yīng)用，而一旦5G 網(wǎng)絡(luò)得到推廣，勢必助推智能設(shè)備的發(fā)展得到完善，在同一區(qū)域內(nèi)，5G 網(wǎng)絡(luò)能夠支撐無數(shù)臺(tái)智能設(shè)備進(jìn)行工作。在生活當(dāng)中，5G 無線通信技術(shù)在提高數(shù)據(jù)傳輸速率的基礎(chǔ)上，還能夠降低能耗，實(shí)現(xiàn)智能家居的互聯(lián)，通過一部手機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)對家中智能物品進(jìn)行控制，為人們的生活起居和工作提供方便。

（三）教育和醫(yī)療

目前5G 無線通信技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)療當(dāng)中得以初步體現(xiàn)，通過高速的信息傳輸速率，在重大手術(shù)當(dāng)中，數(shù)名醫(yī)生應(yīng)用5G 無線通信技術(shù)進(jìn)行跨空間通信合作，促進(jìn)手術(shù)的成功率極大提高。5G 無線通信技術(shù)在教育和醫(yī)療事業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用前景光明，無論是在早教智能產(chǎn)品當(dāng)中的體現(xiàn)，還是在醫(yī)療看護(hù)工作中的豐富，都能夠提高原本工作效率和質(zhì)量，對教育和醫(yī)療行業(yè)帶來極大的改變。

（四）汽車行業(yè)

5G 無線通信技術(shù)能夠促進(jìn)企業(yè)行業(yè)更加智能化，并為無人駕駛和遠(yuǎn)程駕駛提供技術(shù)保障。無人駕駛技術(shù)是目前汽車行業(yè)正在進(jìn)行改革攻堅(jiān)的重要方向，但受到傳統(tǒng)無線通信技術(shù)性能的限制，汽車的定位導(dǎo)航功能和運(yùn)動(dòng)控制功能仍然存在大量的延遲，導(dǎo)致事故發(fā)生率不斷增高，而5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用，將會(huì)改變這種情況，尤其是5G 無線通信技術(shù)當(dāng)中龐大的帶寬容量和接近于零延遲的特性，為自動(dòng)駕駛的反應(yīng)能力帶來巨大的改善。

（五）娛樂行業(yè)

目前市場當(dāng)中的VR 設(shè)備為人們帶來了嶄新的娛樂體驗(yàn)，通過虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)游戲、影視和購物功能，極大程度提高了用戶的體驗(yàn)感，但其中在使用VR 設(shè)備后的眩暈感，以及4G 網(wǎng)絡(luò)下的延時(shí)過高等問題，仍然需要被完善。5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用，能夠打破VR 技術(shù)壁壘，提高設(shè)備的工作效率，帶來更好的應(yīng)用體驗(yàn)，而且在5G 無線通信技術(shù)背景下所進(jìn)行的VR 全景直播，也將會(huì)更加具有時(shí)效性，讓體壇或是電競盛會(huì)與觀眾之間零距離接觸，帶給用戶更多的科技感和趣味感。

四、結(jié)語

總體來說5G 無線通信技術(shù)具有高速度、低時(shí)延、低功耗、萬物互聯(lián)等特點(diǎn)，更加符合未來的發(fā)展趨勢，針對于目前背景，在我國5G 無線通信技術(shù)研發(fā)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)加大攻堅(jiān)力度，把握時(shí)代先機(jī)，從而進(jìn)一步提高對移動(dòng)通信的掌控能力，助力偉大復(fù)興中國夢的實(shí)現(xiàn)。