5G移动通信技术发展与应用趋势

张 晨

（河南省信息咨询设计研究有限公司，河南 郑州 450003）

0 引 言

如今是智能手机和平板电脑风靡的时代，它们的出现也在一定程度上刺激着移动通信技术的发展。4G技术已经全面走进人们的生活，但是在人们对通信技术提出更高要求的情形下，5G技术在4G技术的基础上逐渐发展起来。5G不仅在速度和安全性方面有了极大提升，而且改良了4G技术中存在的一些不足。

1 移动通信技术的发展史及现状

移动通信技术的发展主要经过了4个不同时期[1]。第一个时期是20世纪80年代，期间出现了第一台具有实用性的民用手机。然而，这种手机不易携带，难以普及。20世纪90年代，第二代通信技术出现，但是和第一代没有很大的实质性区别。21世纪，第三代移动通信技术诞生，有了真正的技术革新，信息传输速度变快，随之不断普及。当今广泛被应用于智能手机的第四代移动通信技术则有了更快的传输速率，用户体验更好。2013年，我国开始着手于5G技术的研发，并且取得了一定的成果。

2 5G移动通信技术的特点

纵观移动通信技术的发展史，即将到来的第五代移动通信系统将以5G技术为代表。它在4G基础上发展而来，具有如下特点。

2.1 实现双向信号的传输

4G技术升级为5G技术后，无线网络的速度有了极大提升，也为更加先进的技术——双向无线电传输[2]发展奠定了基础。此技术是把移动设备发出的信息转化为电子信号，再将电子信号进行传输。具体而言，双向无线电传输运行过程中，信息传输到距离最终用户最短的无线电子信号塔，再经过信号塔辐射出反射信号，实现呼叫连接。

2.2 运营商运营成本低

无线网络的软配置，是5G技术开发过程中的重要对象。因此，运营商们可以针对客户办理的业务流量情况，调整整个网络资源，进而达到减少成本投入的目的。

2.3 5G网络系统具备的应用性能

5G移动通信技术是之前技术的极大革新。以多用户、多天线为重点对象，极大地提升了通信系统的性能。5G技术还能建立多个网络组来增加覆盖面，达到用户之间的互相协作模式，使人们能更好地利用5G技术。

2.4 5G移动通信频谱使用率高

频谱是当下移动通信技术的热门资源，对其较高的使用率才能满足人们的高需求。5G技术是引进优质的频率使用技术，高效整合频谱资源，提高通信系统的容量和信息传输速率，能满足当下人们的高要求。

3 5G移动通信的关键技术

2G、3G、4G的移动通信发展为5G技术的兴起奠定了基础。虽然5G技术涵盖很多方面的知识，但是最关键的部分是无线传输技术和无线网络技术。

3.1 无线传输技术

无线传输技术中的多载波技术，可以把信道拆分成多个正交子信道的载波信号，然后通过使用子数据对多个载波做调制，以提升频谱效率[3]。无线传输技术可以提升频谱效率，可以使两个不同方向的信号在一个物理信道上传输。换句话说，就是把发射机的信号在接收机上消除，避免对其产生干扰，然后在发射机信号处的相同地点接收来自同频率的信号，从而提升频谱效率，使网络更具稳定性。

3.2 无线网络技术

想要使5G通信技术保持稳定的接入状态，需要多种无线技术手段的加成。然而，实际操作时往往会存在很多问题。想要解决这些问题，需引入超密集异构网络技术。它一方面能使终端对信号的接收保持良好的状态，另一方面能增大用户的容纳量，使网络更加具有稳定性。

3.3 5G移动通信技术的发展趋势

我国的5G技术正处于研发阶段，但是已经走在世界的前列。在技术研发方面，我国的5G技术已经取得了一定成就，并且开启了技术方案的验证。一旦验证通过，到2020年就可以进行普遍推广，服务于人民大众。当下我国的移动通信建设主要是5G基站网点的搭建，对于有关的设备成本投入很大。当然，随着5G技术研发的不断深入，我国的信息技术水平将在一定程度上得到极大提升。未来的5G技术普遍投入使用后，需要满足人民大众更多的需求，不仅是基本信息交互的需要，而且还得针对不同的业务环境提供多样的安全服务。因此，研发人员需将5G技术的网络架构和安全建设作为重点对象，使得该技术在应用时可以为人民大众提供更优质的服务。

4 移动通信技术的应用趋势

4.1 万物互联

在4G移动通信技术的时代，各类智能产品层出不穷。但是，在人工智能方面的水平还较低，目前处于初级阶段。因此，4G时代无法达到万物互联的设想。5G移动通信时代的来临，将能够实现人类的这一设想。它在信息交互上传输量大、速度快，为物互联的实现提供了技术保障。5G时代的来临极大地推动了社会智能化的发展，例如在汽车方面，物联网技术的引入，使得车库和车辆、车主和车辆之间能实现信息交互。这种v2x车联网技术可以让车辆自动去感知所处环境，如遇到障碍物、信号灯变化等，能及时通知驾驶员做出应对措施，保障人们车辆驾驶的安全性[4]。

4.2 用户可以在移动端体验虚拟现实和增强现实

当下即使4G技术的普及能够让人们享受到高清视频，但是要想达到虚拟现实、增强现实的效果，4G技术还无法实现，在数据传输方面的发展还远远不足。5G技术能满足这些条件，实现同时同频全双工，并能让多设备互联，极大提升信息传输速率，让人民大众在平板、手机等智能设备上体验到虚拟现实和增强现实。

4.3 生活云端化

5G技术的引入将给人们的生活带来变革，使得人们的生活变得云端化。“云”在人们的生活中变成了越来越重要，传统化的硬盘数据存储方式已经无法满足人们的需求，大量的文件开始以云文件的方式进行存储。因此，5G移动技术的发展有两个方向[5]。一是将以前的中心云发展向边缘云方向转变，再向移动设备云过渡。智能手机、平板的普及，使得移动数据量急剧增大，数据也变得多样化。对此，5G技术能通过高效分析用户数据，针对性地对用户提供服务，如推送用户喜欢的数据内容，提高用户的体验。二是随着移动通信技术的快速发展，移动设备很有可能为剩余能力提供资源，并且变为云内容，以至成为移动设备云。

4.4 智能交互

智能化的家居和无人驾驶技术的实现，需要有较高的技术水平为前提。它们的特点是都需要有较大的数据传输量和优质的数据传输效率[6]。5G移动通信技术的优势是可很好地处理大量数据，并且传输速率大。所以，该技术的发展实现了原先模拟现实游戏和智能城市建设的构想，能为人们将来的生活带来极大变革。在4G通信时期，虽然人们的生活也得到了很大改善，但是在平时生活中，很多情况下只有手机或者电脑能连接网络。到了5G时期，联网的设备不再单一，不论是家中的设备、人们出行的交通工具还是宠物的配件等，都可以联网。因此，可以想象，到了5G普及的时代，给宠物佩戴定位项圈，主人可以随时监控宠物；家中设备连上网络后，可以在回家前就开启空调调节室温；交通工具实现联网后，可以实时监控路况，提前提醒人们，降低交通事故或者道路拥堵情况的发生。

5 结 论

当下我国在5G技术方面的发展比较超前，不论是在理论研究还是相关设备实践上都相较于其他国家成熟，为将来我国的通信技术提升、促进经济的发展和人民的基础通信方面提供了强有力的前提保证。纵观目前的5G移动通信技术的发展状况，未来该技术的发展需要把对终端载体电池技术和终端载体控制系统智能技术的应用作为重点研发对象，把高频段的资源探索作为发展方向，还要不断技术革新，优化引入的技术应用，提升其安全稳定性，更好地为人们的工作生活提供服务。