试论5G通信中数据传输的可靠性

湖南省通信建设有限公司 曾 义

4G的到来仿佛还在昨日，5G却已经近在咫尺，在我国居民的生活水平提高的同时，移动通信的科技也在持续发展，现有的数据表明，我国居民将很快可以使用上5G通信。相较于3G和4G网络，5G在安全性方面略胜一筹，并且5G拥有更好的智能性。

1.关于5G通信的简单论述

1.1 5G通信的定义

“5G”为外语的缩写，学名为第五代移动电话行动通信标准，也被叫做第五代移动通信技术。百度百科对其的定义是：4G之后的延伸，目前还在研究当中，理论网络速度为10Gb/s,折合为下载速度是1.25GB/s。

根据飞象网的报道，国际电信联盟组织已经确定5G通信网络，“5G”的正式名称定为IMT-2020，并得到了世界各国的认可。未来的5G网络将至少有20Gbps的下行速度，从而用户下载一部高清电影大概只需要10秒钟，从而可以帮助居民节约很多时间。该组织还声明将在2020年将5G投入商业使用，5G网络可以同时为一百多万台互联网设备提供网络数据支持，并且保证网速在100Mbps以上，而且基站本身所需的占地面积大概不到一平方公里。虽然需要到2020年才能使用到5G网络，但是国际电信联盟组织将会在2018年的冬季奥运会上演示5G技术，这也是5G技术参与的第一个重大演示活动。此外，国际电信联盟组织预计在2019年开始分配5G网络国际频谱，届时，读者可以自行关注。

1.2 5G通信的发展过程

5G通信主要是指我国第五代移动通信的技术，截止目前为止，我国的通信技术还是以2G/3G/4G为主。虽然依照现有的技术水平，5G通信还处在研究理论当中，但是还是有很大的可能性使之成为现实。和传统的通信技术相比，5G通信不仅存储量高于4G通信，网络的运行速度也快了许多，从而吸引了一大批群众的认可。相对的，支持5G通信用户增多的同时，也就减少了4G用户量，从而大大增加了5G的数据传输量。

如果在5G技术系统中结合互联网技术，从而使通信可以支持部分机器，也就大大降低了成本和能耗。虽然目前还没有出现5G技术的具体部署标准，但是我们可以大胆预测在未来的发展中，5G技术的具体部署目标，具体包括为以下几点。

首先，是在安全性能方面，对比目前的通信技术需要做进一步的提高，具体包括NFV和SDN的虚拟化安全，5G通信可以在互联网和多天线等技术的基础上，通过加密、隔离等技术来保护用户的信息。另外，还可以提供一些对自然灾害以及恶劣天气的通知，类似于短信提醒，目前已经有商家开始对5G通信的这部分功能展开了研究。

第二，提升并保障网络运行速度，确保5G的传输速率比4G快10倍以上，在网络高峰期，也能达到 1Gb/s。这就需要增加5G通信的覆盖面积，减少同一区域的基站数量。对此一是可以增加频谱利用率，二是增加频谱带宽。采用这两种技术之后，既可以减少了基站对于附件居民的辐射，也有利于运营商降低维护和运营的成本，还满足了人们对于网速的需求。

第三，由于5G网络可以减少4G网中存在的1ms的延迟潜伏期，因此我国大部分群众都在期待5G通信。并且我国通信主管部门也在按照国际电联的计划，预计2020年左右使5G通信可以投入商业化使用。所以，5G通信模式的出世，属于时代发展的一个必然产物。

2.决定5G通信的关键技术

2.1 超密集异构网络部署

超密集异构技术既可以解决5G中提出的网速提高10倍的问题，也可以提高空间谱利用率，增强室内覆盖范围。由于蜂窝小区的覆盖区域在逐渐变小，而小区的分裂难度却在进一步增加，导致运营商已经无法寻找最合适的站点，只能改善站点部署密集度。而超密集异构网通过部署更加“密集化”的无线网络设施，提供频率复用效率，从而使之在局部热点区域内实现系统容量提升，其常见的应用场景包括：校园、住宅区、商业街、地铁、景区、体育场等等。

2.2 D2D（Device-to-Device）技术

随着科学技术的进步，有关用户终端的种类也在逐渐增多，与之对应的无线通信能力也在增强。现如今，终端设备之间的直接通信，除了通过2G、3G、4G连接两个节点之外，还可以依赖于WiFi、蓝牙、LTE—D2D等技术。此外，通过对上述通信技术的整理和改进，还可催生出一些新的应用场景来满足用户的需要。比如车直接通信：在将来，车联网不仅仅是指车与网络之间的一个远程通信，以后车与车、车与路、甚至车和人(V2V，V2I，V2P，统称V2x)都可以完成一个频繁交互的短程通信。再比如，终端间协作通信：在未来的通信中，不仅网络两端可以通过无线相互协作，此后终端之间也可以通过临近终端之间的短距离技术连接，互相中转数据，以此做到互相协作。还有数据共享网络：终端通过基站节点的协助，可以自发组织建立数据传输的网络，以此来进行共享数据业务。

2.3 MIMO技术

MIM0（Multiple-lnput Multiple-Output）技术主要是指在发送端和接收端两侧设立多个天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接受，从而形成独特的MIMO通信线路。这种技术的好处在于可以充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，可以运用到提升5G通信的传输速率和系统容量当中。

2.4 新型多址技术

新型多址技术主要包括：FDMA，TDMA，CDMA和SDMA，主要是指在无线通信系统中，多用户通过同一个基站和其用户进行通信，在接收端利用科学的接收算法，对多用户信息进行分离，进而提升系统频谱效率，促使系统的接入容量有所增加。而在不久的将来，移动互联网和物联网将成为移动通信发展的主要驱动力，因此要求5G通信不仅需要具备提升系统频谱效率的能力，还需要支持海量设备连接。而新型多址技术可以高效解决此类问题。

2.5 毫米波技术

毫米波频段一般为30～300 GHz，其具有波长短、波束窄、高传输质量、支持全天候通信等特点。因此，一般紧缺频谱资源时，可以采用毫米波通信，有助于提升通信容量。另外，由于5G需要建立超密集网络，基站间距过短，基站之间会有很多干扰。而毫米波由于本身波速较窄，具有很好的抗干扰能力，可以有效解决此类问题。

3.通信中的数据传输的可靠性研究

3.1 加强技术修复

要实现5G通信，最关键的一点就是要保证数据传输的可靠性。5G的核心技术就是需要更好的对通信中的漏洞进行防护，最直接的就是要继续对防火墙进行技术研究。但是，在目前的通信研究开发的过程中，还是会出现很多其他的漏洞，比如0Day等等。因此为了防止数据被篡改需要不断的更新，并及时修复技术漏洞。

3.2 5G通信数据的优势

在5G网络时代，覆盖式网络将被大规模的天线技术取代。从而可以减少很多基站的建设，即降低了维护的成本，也减少了很多污染。而5G的电子信息工程的设计人员，则需要在充分了解移动通信发展的特点之后，在设计中展现出更多的现代化优势，供人类使用。

3.3 如何保障5G顺利运行

为了让5G尽早投入使用，更好的促进电子通信的发展，笔者有以下几点建议，可供读者参详：首先，企业需要在投资和利润之间做好权衡，应当牢记可持续发展的运营理念，利用低能耗的资源，构建更好的服务体系质量。

其次，需要准确、及时的整理信息化数据，使之归入一个超大容量的数据库。由于每个人采集的信息都不一样，这样便可以在保证量的同时，也可以适当的降低成本和能耗。值得注意的是，在采集之后，必须及时上传新数据，确保对移动通信真正意义上的传输。

另外，只有实现核心技术，才能保证5G的运行。因此有关部门还要加大对技术方面的研发力度，确保得到一个多元化的5G的核心技术，当然整个网络运行的过程中，还要保证数据传输的安全性。

最后，足够的技术人才是实现5G技术最重要的一点，因此，有关单位只有坚持培养人才，才能为科研注入活力，才能不断提升技术研发水平，才能保证5G技术的顺利运行，才能推出更多的新科技。

4.结束语

总而言之，倘若2020年5G通信可以实现并且可以投入使用，那么对于通信行业而言，将会是里程碑式的变革：5G通信将提高无线频谱效率、增大网络覆盖面积、提升信息传输速度、降低企业运营成本等等。值得注意的是，虽然5G通信的传输安全性有所提高，但是依旧不能放松警惕，目前最主要的任务就是加强科学研究，合理利用文中描述的关键性技术，确保5G通信中数据传输的可靠性。

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