5G移动通信网络技术的应用

麻鹏程

（吉林吉大通信设计院股份有限公司 吉林省长春市 130012）

伴随着中国经济和科技的快速发展，针对5G 移动通信网络技术的研发在短短几年时间里便取得了巨大的进步，相信在不远的未来，5G 移动通信网络技术在民用和军事领域的应用将会越发普及。5G 移动通信网络技术的普及，不仅仅代表了带宽速度的飞速提升，同时也会给国人的生活方式带来巨大的变革，将5G 移动通信网络技术和人工智能技术、大数据技术等进行融合，将会对我国的移动网络发展带来巨大的推动作用，由此创建一个新的万物互联新时代。

1 5G移动通信网络技术的相关特征与相关技术简介

1.1 5G移动通信网络技术的特征分析

从4G 技术到5G 技术的发展，其主要呈现出以下几个重要特征。

1.1.1 频谱使用率提升

频谱作为当前一种使用率极高的重要资源，以目前的科学技术水平来讲，对高频电波的有效使用率仍然相对较低，渗透性不足，在使用过程中仍然存在有诸多阻碍。但是伴随着5G 移动通信网络技术的不断发展，为频谱的高效使用创造了新的可能，促进了国内无线宽带技术和有线宽带技术的快速发展，也让移动通讯业务实现了一体化。在5G 移动通信网络技术背景下，拥有了更加广阔的容量和更加优秀的信息处理速率，同时能够在诸如手机等可移动设备当中发展出更多先进的服务形式。

1.1.2 设备应用性能大幅上升

在5G 移动通信网络技术的背景下，把多点、多用户、多天线、多社区合作与互助网络作为核心，有效提升了通讯系统的实际性能。例如：在室内通讯业务中，主要为商务交际，在5G 移动通信网络技术的加持下，室内无线网络的覆盖性能与业务拓展地区的移动通讯覆盖范围和覆盖效果均能得到显著提升。

1.1.3 实现双向信号传输

基于5G 技术所展现的诸多优点，能够让国人发展出更加先进的通讯技术方法。例如：双向无线电传导技术，该技术能够让移动设备发出的数据转换成传输电子信号和电子信号，先传送到离终端使用者最近的无线电子信号塔，之后辐射出反射信号，由此完成对呼叫的连接。

1.1.4 延时低

在5G技术背景下，将会产生诸如无人驾驶、自动化工业等场景。而在这些场景当中，设备之间连接的稳定，必须要依托于5G 技术的低延时性，从人类生理学角度来讲，延迟若超过140 毫秒便能有明显感知，而在无人驾驶等领域，这一数据将会更低，资料显示，5G 背景下，延时平均值为1 毫秒左右，对于4G 来讲，这是一次大的突破。

1.2 5G移动通信网络技术中涉及的关键技术简介

因为我国在2G/3G/4G 技术研发过程中，积累了丰富的技术沉淀，为今后5G 移动通信网络技术的研发打下了良好的基础，因此在当前5G 移动通信网络技术的发展过程中，涉及到有以下关键技术。

1.2.1 高频传输技术

在移动通信网络技术不断发展和不断成熟的过程中，我国积累了数量巨大的终端消费者，使得频带资源越来越紧缺，而针对高频传输技术的使用，可以增强对高频谱资源的有效使用效率，在3GHZ 频段的蜂窝移动系统当中，如果频率频带宽度提升至273.5GHZ，这不但涵盖有诸多小型通讯设备，同时还能够有效完成对信息资源的短距离高效率传输，达到用户对传输容量、传输速率等各个方面所提出的更高的要求。

1.2.2 多天线传输技术

在当前国内针对5G 移动通信网络技术进行研发的过程中，多天线传输技术是其中所涉及的一项重要技术，同时也是不可或缺的一项技术。该技术在应用过程中，可以提升高频谱利用率1000%以上，由此完成从二维到三维、从无源到有源、从高阶多重输出到多种输出的转换，增强了技术的实际使用效率。

1.2.3 同频全双工技术

该技术能够在同一个物理信道上进行双向信号的传输，因此同频全双工技术被认为是一项能够显著提升频谱效率的技术，该技术能够完成两个方向信号在相同物理信道上的有效传输，也就是在双工节点的接收机位置即可消除发射机信号所带来的干扰，并在发射机信号位置同时接收到相同频率的信号，由此实现对频谱效率的有效提升，让5G 移动通信网络技术在使用过程中表现出更强的灵活性和稳定性。

1.2.4 设备间的直接通讯技术

在5G 移动通信网络技术背景下，5G 计算机网络设备和其他5G 设备之间的直接通讯能力、通讯规模、计算机数据流量都将会得以大幅度提升。在传统的基站中，已经到达了技术瓶颈，无法满足更加多元化的业务发展要求，但是在5G 移动通信网络技术的加持下，5G 设备之间的直接通讯可以做到在没有基站的前提下仍然能开展有效工作，并对存取网络连接进行开放。

1.2.5 密集网络技术

实际上，5G 移动通信网络技术背景下，所构建的是一个综合智能全方位类型网络，数据流量的最大值理论上是4G 技术背景下数据流量最大值的1000 倍以上，但需要注意的是，需要在技术上实现这一效果，需要完成两个方面的工作：第一是在宏基站进行大型天线的设置；第二是进行密集网络的安排。以上两种工作的核心目的是获取室外空间收益并满足室内外通讯的相关要求。今后，需要在户外扇形区域当中部署更多更密集的网络，来实现5G 移动通信网络技术的宽带带宽目标。

1.2.6 网络体系结构技术

在今后，我国针对5G 移动通信网络技术的核心研究方向为C-RAN 与云构架之上，让5G 移动通信网络技术在使用过程中延迟更低、成本更低廉、平坦性更优秀，满足更多消费者的生活和工作需求。

1.2.7 智能化技术

在5G 移动通信网络技术当中,其中央网络是一个大服务器构成的云计算平台，路由器和基站之间会进行连续相互切换。依靠开关网络、数据链路以及智能化自动切换模式，不管企业选取何种频率、何种天线连接形式，只要用户将需要进行互联网处理的数据提交到云计算机中心当中，都能够得到理想的结果，因此在今后当中，智能技术同样是5G 移动通信网络技术在今后普及的关键技术。

2 5G移动通信网络技术的应用简介

2.1 高速的网络信息传送和储存

实际上，早在4G 移动通信网络技术发展阶段，便具有了高清视频播放和大容量信息传输存储打下了良好的铺垫，而在今后全国范围内大规模推广5G 移动通信网络技术的背景下，其下载速率保守估计将至少达到3.6G/s，这不但可以在4G 移动通信网络技术的基础上进一步提升数据的传输存储速率，同时还显著超越了当前全球范围内主流硬盘的读写速度，可以科学有效的降低数据的存储空间，对网络安全服务工作质量进行优化。在5G移动通信网络技术中，其高效的数据传输速度和存储读写速度，可以更加方便用户进行远程视频语音通话，实现联网VR 游戏的智能应用等，同时使用5G移动通信网络技术的高速运行特征可以强化远程控制类应用的控制精度。例如：使用5G 移动通信网络技术来完成对汽车的自动驾驶；在医疗领域，医生可以在千里之外对患者进行远程手术治疗等，以当前最先进的4K 显像技术作为分析对象，在今后，视频像素会朝着视网膜的显示度层面进行发展，这在极大提升了视频清晰度的同时，对设备的储存数据量和读写速率都提出了更加严格的要求，并且用户的在线视频观看要求和下载速度要求等也会有大幅度提高，5G 移动通信网络技术最低3.6G/s 的下载速率可以很好的满足用户的这一要求。

2.2 提升消费者的使用需求

5G 移动通信网络技术的发展将为消费者的更多元化的需求提供有效的技术支持，不管用户处于何时何地，无论是车水马龙的大城市中心，还是荒无人烟的偏僻角落，在5G 移动通信网络技术的加持下，用户的通信都不会受到阻碍。简单地说，5G 技术的应用不会受到流量变化、位置变化以及时间变化的影响，不管用户在何时何地，都能够享受到高质量的通讯服务。

2.3 通信网络具有更强的兼容性

在今后，伴随着全球范围内5G 移动通信网络技术的日益成熟，将会在4G 技术的大背景下，把电视网络、广播网络、互联网、电信网等各种形式的网络进行融合，彰显出其高兼容性特征。在这些网络得到融合之后，其运营成本将会显著降低，也就是说，依靠5G 移动通信网络技术的高兼容性，让网络服务商的利益得以最大化。另外，高兼容性的好处还会在比特币应用中得以体现，5G 移动通信网络技术的使用可以把近距离无线技术等无接触技术支持下的支付方式朝着更加健康的方向迈进，由此诞生的网络虚拟货币——比特币同样会伴随着5G 技术的进步成为概念类产品，从而得到广泛认同。比特币使用P2P 网络把大量节点分布数据进行记录、分析与交易，在5G 技术高安全性和高兼容性特点下，比特币必将被全球更多的国家和地区所认可，由此对世界经济格局带来更加深刻的影响。

2.4 高密度异构网络

伴随着5G 移动通信网络技术用户数量的逐年上升，系统容量也会进一步提升，在这一背景下，5G 移动通信网络技术的高密度异构网络可以使用高频谱复用度来增加系统的容量并且降低蜂窝尺寸来增强移动通讯网络的容量，给消费者带来更加稳定、可靠、便捷的通讯服务。

3 5G移动通信网络技术的挑战和未来展望

3.1 挑战

基于笔者对5G 移动通信网络技术的特点和应用场景进行分析，参考现代移动通讯网络技术现状，5G 技术在许多方面都提出了挑战，其中最为关键的是对相关技术提出了严格的要求，即5G 技术需要表现出最好的效果，就一定要有大容量技术支持，超高速率稳定性以及超大宽带技术支持，同时必须要相关技术进行大力融合，才能满足5G 技术发展的相关需求，另外，除了对有关信息数据进行处理之外，5G 移动通信网络技术还对各种智能设备和系统的兼容性提出了一定的要求，最为显著的就是，在5G 移动通信网络技术背景下，业务必须要集中于一个网络平台之中，相关工作人员必须要对网络构架开展长期性的优化设计。在倡导绿色发展的我国，5G 移动通信网络技术的使用势必需要显著降低能耗，这对于技术层面来讲，都是不小的挑战。为了能够让5G 技术在今后使用的过程中发挥其最大的价值，给消费者带来全新优质的体验，对进行整合后的大系统资源配置同样是其中一项重要的工作，加上许许多多行业和领域都会在今后涉猎到5G 移动通信网络技术，怎样对各行业用户的隐私进行保护，做好通信企业的服务工作以及降低其运营成本，都是相关工作人员所必须要思考的重要问题。

3.2 发展趋势

基于笔者对5G 移动通信网络技术的特点和使用现状的分析，在今后，5G 移动通信网络技术的快速发展会对通信行业产生深刻的变革，按照中国当前移动通信服务运营商的利润成分分析，语音服务、SMS 服务等仍在其中占据了较高的比例，所以5G 移动通信网络技术的研究和发展必须要经历一定的时间后才能得到行业的普遍关注，相关工作人员必须要充分认识到，在今后5G 移动通信网络技术的发展不单单是完成移动通讯网络的高速化建设和安全性强化，最为重要的是完成全球互联网的有效融合，依靠5G 移动通信网络技术的应用，将会给全球移动通信企业的发展带来新的可能，在5G 移动通信网络技术的高度兼容性特征下，移动通信设备生产企业将会被融合到相同的服务网络平台之上，原来制式、规格存在差异的无线终端将最终走向融合，这是全世界移动通讯行业的重要发展方向，同时也会对医疗、教育、工业、军事等领域带来深刻的影响，将推进我国社会乃至全球走向高度智能化、高度集成化的方向。

4 结束语

整体来讲，5G 移动通信网络技术终会在近几年内在我国得到大规模推广和普及，在该技术背景下，我国的教育、工业、医疗、军事等领域，都将会产生重大变革，因此，相关领域工作人员必须要深入了解5G 移动通信网络技术特征，并且在应用过程中实现其效果的最大化呈现。