5G移动通信技术发展与应用趋势研究

刘志云

摘要：随着社会经济的发展，人们的日常沟通、联系愈加密切，移动通信技术在社会发展中的作用与地位越来越突出，且技术发展水平以及发展速度均呈现出了极为明显的上升趋势。当前4G已经得到了广泛的应用，并推动了移动通信质量的提升，与此同时，5G移动通信技术的研究与发展也得到了极大的关注。文章对5G移动通信技术的基本特点进行分析，并探究其关键技术以及在未来的发展与应用趋势。

关键词：5G移动通信技术；发展；应用趋势

在经济发展的带动下，社会发展速度明显加快，人们对移动通信技术也提出了更多更高的要求，为了提高移动网络的速度与效率，通信企业积极开展了技术研究工作，并努力推动技术的升级。5G技术是对4G技术的进一步延伸与发展，近年来关于这一技术研究不断深入，当前其关键技术指标以及未来发展趋势已经得到了确认，对此展开探究有着重要的现实意义。

1 5G移动通信技术的基本特点

1.1 系统性能突出

5G移动通信网络中的社区、用户、天线以及点的数量均大规模提升，在技术应用的过程中会将社区、用户、天线之间的组网、协调作为重点。这种设计会使系统性能明显提升。传统通信业务将室内业务作为主要内容，5G移动通信系统也以室内业务为基础，实现全面的无线网络覆盖，并在此基础上对业务进行有效拓展，实现广域覆盖。

1.2 频谱利用率高

5G移动通信技术中高频段频谱资源的应用极为广泛。但从当前的经济发展水平来看，高频段无线电波的实际利用率并不高，电波穿透力不强，在应用的过程中受到了极大的限制。随着5G技术研究的不断深入，高频段无线电波在未来的利用率会不断提升，且高频段频谱利用技术会与无线宽带技术、有线宽带技术以及光载无线组网技术等技术手段进行有效结合，共同推动5G技术的长远发展。

1.3 功耗与成本低

如何降低功耗以及对成本的消耗一直是移动通信网络技术研究中的重点，随着技术研究的不断深入，5G通信技术会将研究重点放在软配置方面的设计上。通信运营商需要对业务发展的情况以及市场对业务流量的需求进行分析，并以此为依据调整网络资源，使系统的功耗以及成本投入均可以降到最低。

1.4 信号双向传递

5G移动通信技术中无线电波的传递是双向展开的，在通话的过程中，声音经过电话会被转化为电子信号，无线电波接收信号塔会对电子信号进行传输。在信号塔网络的支持下，小区发射塔能够对信号进行反射，最终实现呼叫连接。随着人们之间通信交流的不断增加，无线电波振动频率呈现

出了大幅加快的趋势，而5G技术可以与其他先进的网络通信技术进行结合，其宽带以及电台配置的频率都会更高，同时信号接收点会表现出密集、容量大、高频率等特征，在此条件下，5G网络的下载速率会明显超过4G网络，甚至可以超出其 100倍[1]。

2 5G移动通信技术的关键技术

2.1 智能化技术

可以将5G网络视为云计算平台，它由众多大型服务器构成，其与基站之间的连接可以通过交换机网络以及路由器构成，其中路由器可以实现数据减缓的效果。网络中的宏基站可以对数据进行有效的存储与处理，其存储功能既可以满足大数据的发展需求，也可以满足云计算的存储需求；而处理功能则具有多样化的特征。智能化技术的应用可以极大地推动5G系统的普及与长远发展。

2.2 高频段传输技术

近年来，移动通信技术在日常工作、生活中得到了普及，移动终端用户的数量以及规模都呈现出了上升趋势，频谱资源的重要性不断突出，采取高频段传输模式可以使资源的有效利用率得到提升，并推动技术应用质量与效果的提高。当前4G网络系统的频段通常不超过3 GHz，而高频段带宽中则会超过273 GHz，高频段传输技术的应用可以有效降低设备尺寸，并提高信息传输效率，保证用户对网络速率以及容量等方面的实际需求[2]。

2.3 密集网络技术

从当前的网络数据流量发展速度来看，5G系统的流量甚至可以达到4G网络的1 000倍。为了满足业务拓展的需要，应当积极加强对技术的投入，保证5G通信系统的发展可以获得必要的技术支持。其技术主要包括两个：一个是天线技术，即提高天线的布置规模，使室外空间得到有效增益；另一个即为密集网络技术，通过提高网络的密集度满足数据传输需要。为了使网络覆盖范围更为广泛，5G系统需部署至少200个扇区[3]。

2.4 设备间直接通信技术

在未来的社会发展中，5G网络中的数据流量以及用户规模均会明显提升，以往在移动通信中使用的基站模式已经难以满足市场的发展需要，此时设备间直接通信技术的优势就极大地显现出来，它可以不通过基站完成运转工作，保证网络的有效连接以及开拓接入。

2.5 多天线传输技术

这一技术是5G技术发展中的重难点技术，如果可以將这一技术应用到通信系统中，高频率的利用率将大幅提升，甚至可以提高10倍以上。多天线传输技术的使用可以推动移动通信技术向着大规模阵列、有源以及三维方向发展。

2.6 同时同频全双工技术

同时同频全双工技术也可以叫作高效频谱效率技术，即两个不同方向上的信号可以在同一物理信道上传输。这一技术既可以发射信号，又可以对信号进行接收，同时可以消除发射机信号对系统不良干扰。其在5G移动通信技术中的应用可以促进品牌使用效率的提升，并提高整个网络的稳定性以及灵活性，保证用户的使用体验[4]。

2.7 多载波技术

多载波技术以滤波器组为基础，这一技术的应用可以有效扩大无线传输系统的应用范围，保证带宽传输需求可以得到较好的满足。多载波技术中子载波无需插入前缀、固定正交，且不同载波之间产生的不良干扰也会明显降低，其处理工作是单独展开的，这可以减少子载波同步等问题的发生。

2.8 新型网络架构技术

新型网络架构主要为云架构以及C-RAN，这些架构技术的应用可以推动5G系统向着扁平化的方向发展，其具有维护简便、效率高、延时短以及成本低等明显优势。

3 5G移动通信技术的发展与应用趋势

3.1 实现万物互联

近年来移动通信技术在社会生产、生活中的应用领域不断拓展，如4G技术被应用到家居行业，开启了生活的智能化。但是4G技术的网络的数据流量承载力无法满足万物互联的需要，而5G技术的流量存储、处理能力明显增强，这为万物互联的实现提供了必要的基础。物联网的发展与应用主要体现在两个方面：（1）应用在大规模任务中的物联网，此时各终端的流量较少，整体功耗水平以及成本投入量不高。（2）应用在关键任务中的物联网，此时网络应当具备延时低、带宽高、稳定性强等特点。而5G技术兼具低功耗、大规模、低延时、高速路等特征，可以满足物联网不同的任务需求。随着5G技术的完善与发展，移动通信技术将被更为广泛地应用到交通运输、自动化生产等多个领域，使物联网可以得到普及，最终推动万物互联的实现[5]。

3.2 实现智能交互

5G技术的数据处理效率以及吞吐量均相对较高，可以满足人工智能交互以及数据交换的实际需求。5G技术的延迟时间较短，仅为1 ms，因此可以满足远程医疗、无人驾驶、虚拟现实、智慧城市、VR直播等成果的实现。智能交互应用范围较为广泛，汽车、监控、门锁、家电、穿戴设备、建筑、桥梁等都可以实现联网，政府或者企业也可以对城市发展、社会建设展开实施监督与管理，在5G技术的帮助下，社会生产、生活的智能化水平都会得到提升。

3.3 实现生活云端化

在5G技术的支持下，云盘会逐渐取代硬盘，在生产、生活、娱乐等多方面得到推广。与当前的云技术相比，5G云端主要表现为两个方面：（1）中心远端向着边缘云端的转变，（2）边缘云端到移动设备云端的转变。云端化的发展将会提高移动数据的业务量，5G技术可以有效提升网络运行速度与质量，提高内容推送的智能化水平，使用户的体验可以得到更好的满足[6]。

4 结语

5G移动通信技术的系统性能更为优质，可以双向传输信号，频谱利用率高，而功耗与成本低。智能化技术、密集网络技术以及多载波技术等多种技术的综合运用可以有效提高5G的应用范围，使其作用可以充分发挥出来。在未来社会的发展中，5G技术将向着万物互联、智能交互以及生活云端化等方向发展。

[参考文献]

[1]曾剑秋.5G移动通信技术发展与应用趋势[J].电信工程技术与标准化，2017（2）：1-4.

[2]杨振东.5G移动通信技术的特点及应用探讨[J].通讯世界，2017（9）：42-43.

[3]蔡志猛.5G移動通信发展趋势与若干关键技术[J].数字技术与应用，2015（2）：41.

[4]彭景乐.5G移动通信发展趋势与相关关键技术的探讨[J].中国新通信，2014（20）：52.

[5]王实.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].信息通信，2015（12）：253-254.

[6]吴强.5G移动通信发展趋势与若干关键技术分析[J].教育教学论坛，2016（22）：82-83.