淺析5G 無線通信技術(shù)概念分析及其運(yùn)用

周磊

（杭州山脈通信有限公司，浙江 杭州 310052）

現(xiàn)階段，5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用無處不在，且對(duì)人們的生活及生產(chǎn)發(fā)揮著不可或缺的作用，是一項(xiàng)當(dāng)今時(shí)代不可缺少的技術(shù)。然而，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，故而對(duì)通信技術(shù)有了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，通信技術(shù)破解需要進(jìn)行改進(jìn)。隨著5G 無線通信技術(shù)的出現(xiàn)，是通信技術(shù)上的一大質(zhì)的飛躍，但是就目前的技術(shù)而言，仍然與一些發(fā)達(dá)國家之間存在一定的差距，仍然具有很多棘手問題尚未得到有效的解決。由此可見，我國在5G 無線通信技術(shù)上仍然具有很大的發(fā)展空間，國家相關(guān)領(lǐng)域必須予以充分的重視，加大研究力度，突破瓶頸問題，不斷的提高關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)際效益，推動(dòng)5G 時(shí)代的發(fā)展。

1 5G 無線通信技術(shù)的相關(guān)敘述

1.1 5G 無線技術(shù)的發(fā)展背景

移動(dòng)通信約每10 年一代技術(shù)的發(fā)展，已歷經(jīng)1G 到4G 的發(fā)展。每一次升級(jí)躍進(jìn)，每一次技術(shù)進(jìn)步，都極大地促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展以及科技力量的不斷進(jìn)步，對(duì)人們的生活和生產(chǎn)質(zhì)量的提高都有著積極的意義和深遠(yuǎn)的影響。在這樣的社會(huì)背景下，也就意味著依靠互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的時(shí)代將會(huì)不斷推進(jìn)，5G 無線技術(shù)的研發(fā)是社會(huì)的主流，將蓄勢待發(fā)。與此同時(shí)，現(xiàn)如今的時(shí)代是先進(jìn)技術(shù)的時(shí)代，只有將先進(jìn)的技術(shù)，不斷的與目前的實(shí)際狀況相結(jié)合，才能更好地適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，謀求高質(zhì)量的發(fā)展。這些年來，我國對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)的重視程度不斷加大，該技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)涉及到了人們生活的方方面面，與人們的日常生活有著密切的聯(lián)系。這也就意味著5G 無線通信技術(shù)已被社會(huì)各界廣泛認(rèn)可，是一種先進(jìn)的數(shù)據(jù)信息傳輸方式，改變了傳統(tǒng)的理念，在很多方面有著很大的進(jìn)步。因此，必須實(shí)時(shí)的更新發(fā)展的理念，最大程度地避免與國際化脫軌的問題，致力于傳統(tǒng)行業(yè)的改變與跨界創(chuàng)新領(lǐng)域的發(fā)展，進(jìn)一步將5G 無線通信技術(shù)更好的應(yīng)用到移動(dòng)醫(yī)療、金融、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等領(lǐng)域，為人們的生活提供更大的便利條件。

1.2 5G 無線通信技術(shù)的概念

5G 通信技術(shù)繼承2G、3G、4G 無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的優(yōu)勢，并且以此基礎(chǔ)，引入了更加先進(jìn)的技術(shù)，完善了通信技術(shù)。5G 無線通信技術(shù)，顧名思義指的就是第5 代通信技術(shù)，無線通信技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)循序漸進(jìn)且不斷提升的過程，且隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，新事物必定會(huì)代替舊事物。相較于4G 網(wǎng)絡(luò)，5G 通信采用了納米技術(shù)，從本質(zhì)上突破了技術(shù)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了信息加密的創(chuàng)新，無論是在信息傳送的安全性問題上，還是在質(zhì)量速度性問題上均有明顯的優(yōu)勢。

1.3 5G 無線通信技術(shù)的特點(diǎn)

首先，5G 技術(shù)提高了用戶的體驗(yàn)感，縮短了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，這意味著用戶能夠在最短時(shí)間內(nèi)獲取高清視頻、圖像；其次，5G 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多用戶服務(wù)，通過多用戶的服務(wù)來實(shí)現(xiàn)整體功能的上升，實(shí)現(xiàn)5G 技術(shù)的全面覆蓋性；最后，5G 技術(shù)具有良好的兼容性，大大的降低了4G技術(shù)所面臨的局限性問題，在此基礎(chǔ)上也能夠更好的對(duì)有效信息進(jìn)行捕捉，整個(gè)流程的自動(dòng)性更強(qiáng)。5G 通信技術(shù)可以促進(jìn)多種設(shè)備的鏈接，由于5G 通信技術(shù)的速度與4G 相比，提升了將近20 倍，而用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，提升近百倍，5G 技術(shù)將促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。與此同時(shí)對(duì)于提高電池使用周期，延長電池壽命問題上有著極大的優(yōu)勢。

2 5G 無線通信中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 關(guān)鍵技術(shù)之高頻傳輸

5G 無線通信技術(shù)在高頻段傳輸?shù)膽?yīng)用是十分重要的，但是由于低段頻資源較多，故而對(duì)于5G 技術(shù)的相關(guān)需求難以最大化的滿足。5G 無線通信技術(shù)采用高頻傳輸?shù)倪^程中，對(duì)于相關(guān)配件設(shè)施有著十分嚴(yán)格的要求，配件設(shè)施的完善性才能更好的保障5G 無線技術(shù)優(yōu)勢的最大發(fā)揮，進(jìn)一步加強(qiáng)5G 無線通信的性能。5G 用高頻段，核心問題，就是覆蓋能力會(huì)大幅減弱，需要更密集的基站覆蓋。因此，在研究5G 無線通信技術(shù)的過程中，要有針對(duì)性的對(duì)高頻傳輸資源進(jìn)行科學(xué)合理的開發(fā)和應(yīng)用，致力于5G 時(shí)代的發(fā)展，全面加速傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率。但是，在此過程中，高頻傳輸技術(shù)具有一定的難度性，因此在操作流程上有著高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)和要求，特別是針對(duì)頻段高的情況，難度也會(huì)隨之增加，與此同時(shí)在傳輸過程中所受到的阻力就會(huì)越大，且信號(hào)會(huì)受到嚴(yán)重的影響，局限性較大。

造成該問題的原因主要是因?yàn)樵诟哳l段傳輸中，電磁波吸收的空氣比低頻段的多，面對(duì)這樣的情況只能有選擇性的選擇傳輸路徑，因而造成了大量的能源損耗，關(guān)于想到了信號(hào)的強(qiáng)弱。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)之D2D 技術(shù)

D2D 技術(shù)同一基站下的兩個(gè)用戶，如果互相進(jìn)行通信，他們的數(shù)據(jù)將不再通過基站轉(zhuǎn)發(fā)，而是直接手機(jī)到手機(jī)?？刂葡⑦€是要從基站走的，仍占用頻譜資源。相較于4G 無線通信技術(shù)來說，5G 無線通信技術(shù)的特點(diǎn)在于其能夠?qū)?G、4G 及其他通信網(wǎng)絡(luò)形式融合起來，形成多樣化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不再單一，可變用戶根據(jù)自身需求進(jìn)行選擇，整個(gè)過程的局限性大大降低。就目前的情況來看，現(xiàn)在用戶所使用的WLAN 和蜂窩在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上有著明顯的差異性，但是5G 無線通信技術(shù)將針對(duì)差異性問題，可以進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，使得二者之間的協(xié)同性更強(qiáng)，且能夠自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)有效的分流。

2.3 關(guān)鍵技術(shù)之LASA 技術(shù)

在無線通信發(fā)展的今天，4GLTE 用的是最主流的4天線發(fā)射，每個(gè)小區(qū)和每個(gè)用戶能實(shí)現(xiàn)的流數(shù)相同，是4 流；而5G 則使用64 天線發(fā)射，每個(gè)用戶支持最多4 流，但在Massive MIMO 技術(shù)的加持下，整個(gè)小區(qū)同樣的頻譜可以多個(gè)用戶復(fù)用，一共實(shí)現(xiàn)16 流，在峰值速率上遠(yuǎn)超4G。小區(qū)理論頻譜效率是4G 的3.68 倍。頻譜資源對(duì)于5G 無線通信技術(shù)起著至關(guān)重要的作用，但是，對(duì)于頻譜資源卻呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢，因此，對(duì)于該問題必須予以充分的重視，如何進(jìn)一步強(qiáng)化頻譜資源的利用效率，并有效發(fā)揮其優(yōu)勢是當(dāng)前的重中之重。對(duì)此，LASA 技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)該問題的解決提供了強(qiáng)有力的支持與動(dòng)力。所謂LASA 技術(shù)實(shí)質(zhì)上是從擴(kuò)大陣列的角度出發(fā)，對(duì)服務(wù)對(duì)象的局限性進(jìn)行了擴(kuò)大，可以實(shí)現(xiàn)空分多址。通過有效的利用Lasa 技術(shù)，對(duì)于邊緣的頻譜也能夠進(jìn)行科學(xué)的把控，切實(shí)的發(fā)揮出邊緣頻譜的使用效果，在現(xiàn)階段的技術(shù)應(yīng)用過程中，對(duì)于排列形式具有一定的要求，僅限于水平方向，有著很大的束縛性，限制了該技術(shù)的有效發(fā)揮。且天線的數(shù)量和尺寸是呈現(xiàn)正比例關(guān)系的，這從很大程度上大大加劇了安裝的難度性，而5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用，要求采用全新的多天線傳輸技術(shù)，利用LASA 技術(shù)來實(shí)現(xiàn)垂直方向的排列，多方向、多層次的拓展維度，進(jìn)而使得天線安裝問題得到有效的解決。

3 5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用問題與實(shí)際應(yīng)用

3.1 5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用問題

從5G 無線通信技術(shù)的發(fā)展背景來看，我國在5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用上還具有很多棘手問題，尚未得到有效的解決。

首先，體現(xiàn)在通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的傳輸風(fēng)險(xiǎn)上，缺乏安全性和實(shí)時(shí)性的問題，存在的風(fēng)險(xiǎn)因素很高，嚴(yán)重限制了5G 通信技術(shù)的應(yīng)用范圍，在應(yīng)用問題上仍然具有很大的局限因素。在此基礎(chǔ)上，通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)也存在單一性的問題，且存在的節(jié)點(diǎn)較多，導(dǎo)致取得的實(shí)際效果不夠顯著，對(duì)于信息傳播的可靠性和時(shí)效性上均有很大的不利影響，甚至嚴(yán)重威脅到了信息傳輸?shù)男屎驼麄€(gè)系統(tǒng)的順利運(yùn)行。

其次，在5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用過程中，沒有立足實(shí)際的需求，導(dǎo)致無法最大化的將問題有針對(duì)性的解決和避免，不能夠科學(xué)有效的滿足社會(huì)信息傳輸，難以最大化的滿足社會(huì)的需要，提高用戶的實(shí)用感。隨后，目前我國常用的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)單一，同時(shí)分布的節(jié)點(diǎn)也比較多，會(huì)造成無線通信網(wǎng)絡(luò)中信息傳播的可靠性降低，在通信信息的實(shí)效性方面產(chǎn)生問題，必將造成5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用問題。

因此，在經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益上的實(shí)際收獲也不大，且往往在應(yīng)用的過程中造成很多不必要利益的損失，過多的網(wǎng)絡(luò)信息資源浪費(fèi)現(xiàn)象將非常不利于5G 無線技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新。

3.2 5G 無線通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

（1）應(yīng)用于光場相機(jī)。相機(jī)在有了5G 技術(shù)的加持后，大大提高了光學(xué)信息的科學(xué)有效捕捉，在很大程度上可以進(jìn)一步彌補(bǔ)構(gòu)圖上的缺陷。在此基礎(chǔ)上，光場相機(jī)的應(yīng)用實(shí)際上是利用了有效對(duì)焦的原理，對(duì)于拍照的方式和方法降低了要求和標(biāo)準(zhǔn)，使得對(duì)焦更為精確和快速，從而實(shí)現(xiàn)有效的抓拍，并且能夠儲(chǔ)存大量的照片，支持快速傳輸。而且這種光場照片的陣容量非常重大，百兆級(jí)大寬帶和毫秒幾短時(shí)延可由5G 支持，配合云端強(qiáng)大的計(jì)算能力、超大空間，以及超低延時(shí)壓縮技術(shù)，滿足此類需求。

與此同時(shí)，該原理也同樣適用于其他領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用，例如安全監(jiān)控等，應(yīng)積極將這一原理進(jìn)行拓展和創(chuàng)新，進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域。與此同時(shí)，在很多手機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用過程中也有所體現(xiàn)，可以為用戶帶來更加方便，更加快捷，更加實(shí)用的服務(wù)，例如，人們只靠一臺(tái)手機(jī)便能完成基本的娛樂、辦公和支付等，且在一些數(shù)據(jù)傳輸和下載的過程中，也對(duì)系統(tǒng)的安全性和高效性提供了更好的保障，使得整個(gè)過程更加具備安全性和高效性。除此之外，在兼容性應(yīng)用上也有著突出的體現(xiàn)，該應(yīng)用體現(xiàn)在5G 應(yīng)用可以更好地實(shí)現(xiàn)4G、3G、2G等其他無線通信技術(shù)的兼容，有效的擴(kuò)大了兼容的范圍，科學(xué)有效地提高了資源的利用率。

（2）5G 無線通信技術(shù)發(fā)展跟蹤。5G 無線通信技術(shù)有著良好的發(fā)展前景，在未來5G 技術(shù)的應(yīng)用過程中，該技術(shù)會(huì)逐漸地普及推廣，應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大。首先，5G 無線通信技術(shù)可以更好地應(yīng)用到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，潛在操作的便捷性上有了一定的提高，可以實(shí)現(xiàn)高效的設(shè)備關(guān)聯(lián)，無論是家用電器還是工業(yè)設(shè)備，都可以進(jìn)行移動(dòng)設(shè)備的連接，從而更好的實(shí)現(xiàn)信息的共享，有效的提高傳輸?shù)乃俣取Ｆ浯危?G 無線通信技術(shù)將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻資源的利用，致力于降低傳輸過程中的資源浪費(fèi)和能源損耗，不斷完善5G 技術(shù)的發(fā)現(xiàn)與跟蹤，從多層次、多角度、多領(lǐng)域做好技術(shù)優(yōu)化和目標(biāo)規(guī)劃，不斷的擴(kuò)大和提高舞技技術(shù)的業(yè)務(wù)能力，進(jìn)一步推進(jìn)5G 通信技術(shù)的全面覆蓋，為人們的生活謀求更加便捷的方式。

3.3 新型多天線傳輸技術(shù)

在通信產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的環(huán)境背景下，頻譜資源逐漸稀少。因此，5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用必須致力于提高頻譜資源的利用率，充分挖掘ls as 技術(shù)的優(yōu)勢，一方面使得頻率效率得以最大化的提升，另一方面更好地優(yōu)化空間位置的結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的劃分。從而使得星星多天線傳輸技術(shù)能夠更好地針對(duì)不同的客戶進(jìn)行不同的分析，從而針對(duì)不同的問題和不同的需求展開相應(yīng)的服務(wù)，大大提高服務(wù)的質(zhì)量和效率，與此同時(shí)對(duì)于提高通信的質(zhì)量和效率，以及提高效益有著積極的意義和深遠(yuǎn)的影響。

4 結(jié)語

綜上所述，本文從5G 無線技術(shù)的發(fā)展背景作為出發(fā)點(diǎn)，通過其概念、特點(diǎn)。對(duì)5G 無線通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的分析，重點(diǎn)闡述了5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用問題和實(shí)際應(yīng)用。從當(dāng)前的情況來看，在5G 通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用上取得的效果不夠理想，其發(fā)展和改進(jìn)的空間仍然很大，將與其他信息技術(shù)深度融合，創(chuàng)造并發(fā)揮巨大的價(jià)值，由于5G 大帶寬和低時(shí)延特性，很多業(yè)務(wù)場景將由本地轉(zhuǎn)向云端，數(shù)據(jù)采集量急劇增長，給更多產(chǎn)品、業(yè)務(wù)、模式帶來想象空間。應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)研究力度，擴(kuò)大實(shí)際應(yīng)用范圍，有效的提高其穩(wěn)定性和高效性，更好地推進(jìn)我國無線技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。