5G 通信的主要特点和所需的主要技术分析

程宝林

（中铁武汉电气化局集团第一工程有限公司，湖北 武汉 430000）

伴随时代的发展变化，我国移动通信技术经历了3G、4G 到5G 的发展转变，5G 技术是全球范围内第五代移动通信技术的研究结果，也是智能终端大范围普及的结果。和以往的通信技术相比，5G 通信技术改变了以往单一的通信技术形式，能够借助综合性的技术来完成通信，借助先进的数字化技术完成数字化语音通信，有效提高了通信速率，也为无线宽带时代的到来奠定了技术支持。为此，文章结合5G 技术的发展，现就该通信技术的应用特点、应用技术、应用未来展望问题进行探究。

1 5G 技术发展情况概述

移动通信技术从产生、发展目前经历了四个阶段，1G 技术出现在20世纪80年代，是通过模拟传输来传递信号的，具备速度慢、质量差、不安全的特点。2G 技术出现在20世纪90年代，这个时期技术引用了更为密集的技术形式，但是仍然无法满足社会发展需要。3G 技术开始引入了智能信号处理技术，但是该技术的中频谱利用率比较低。4G 技术图像传输效果理想，具备较高的下载速度。5G 技术的出现发展符合移动通信技术和时代发展需要适应的规律。

我国5G 技术研发试验出现在2016年到2018年，在这几年，5G 技术的出现和发展经历了技术试验、技术方案验证、技术系统检验几个阶段。

从通信技术本身发展角度来看，5G 技术是未来移动通信技术的必然发展方向，也是未来新移动通信设施的重要组成，和以往的通信技术相比，5G 技术能够提升用户的用网体验，满足物联网的发展需求。从用户需求来看，5G 技术具备更高的速率、更宽的宽带、更广泛的覆盖范围，人们只需要几秒钟就能够下载一部高清的电影，由此充分满足了人们对虚拟视频的更高级的网络使用体验需求。从行业发展角度来看，5G 技术的可靠性、安全性、稳定性更强，能够满足一些特殊行业的特殊应用需求，由此也会为社会经济进步发展提供创新支持。

2 5G 技术的发展特点

2.1 较高的频谱利用率

在5G 移动通信网络中高频段的频谱资源得到了广泛的应用，特别是对波普高频段资源得到了广泛的应用。但是从实际应用情况来看，受现有科学技术水平的限制，5G 技术的频谱资源利用会受到无线电波穿透能力的影响。

2.2 速度快，延时小

5G 通信速度和之前相比得到了大幅度的提升，信号传输速度基本达到了10Gb/s，在信息传输速度提升的情况下信息网络的基本容量也在大幅度得到了提升，在5G技术的支持下多个用户能够在同一个时间来使用同一个网络，在通信领域有效降低了通信过程中传输延时发生的可能。与此同时，通你信设备厂商也对以往的信号元件进行了优化处理，减少了数据包解锁所需要消耗的时间。

2.3 采用毫米波

毫米波的频段处于红外波和微波频段之间，在使用的时候具备两个波形的特点，在通信容量、通信质量和通信时间以及空间限定方面具备以下特点：第一，通信容量大。数字设备的普遍使用提升了用户体验，但是在使用的时候数字信号会占据比较大的频带宽度。毫米波适合应用在清晰度比较高的数字信息传输中，在具体传输中能够满足多个数字信号的传输需求。第二，较强的抗干扰能力。毫米波的频率比较高，使用干扰源比较小，毫米波的信道处于一种稳定的状态。第三，全天候通信。毫米波具备较强的穿透力，能够穿透空气中的灰尘、雨水，使用时对周围环境的要求低，且在使用的时候能够确保通信端口的安全。

2.4 能够支持多个设备连接，实现同频全双工

5G 通信技术采用了多输入多输出的技术形式，通过引入一个大型的天线阵列能够实现几百个天线在同一个时间范围内来接收信号。5G 基础站建设完成之后还能够支持相同频率的全双工通信，发射机、接收机能够在同一个频段范围内实现信息的接收和传输，在信号传递的时候不仅减少了时间的延迟，而且也提升了网络吞吐量。

3 5G 通信的关键技术分析

3.1 超密集异构网络

在未来，5G 通信技术将会朝着多元化、综合化、智能化的方向发展，在各个移动终端的普及应用下，移动数据流量也会呈现出爆炸增长的发展局面。为了能够促进通信信息的传播需要减少小区半径，增加低功率通信节点的布置数量。超密集异构网络技术的出现和发展则是能够充分满足5G 移动通信技术的发展需要。在超密集网络系统打造的过程中密集地的部署会使得小区边界数量增加，加上布置的环形形状，整个信号在传递的时候会出现频繁的切换局面。而为了确保信号的顺利切换，超密集网络系统的打造要使用到以下几个技术：第一，垂直切换预判算法。在垂直切换预算算法的作用下能够满足通信系统的移动需求。第二，网络动态部署技术。考虑到用户节点开关的随机性和突发性，借助网络动态部署技术形式能够实现网络拓扑和数据信息干扰的大范围动态变化。

3.2 自组织网络

在5G 技术发展的过程中整个通信网络的发展将会面临网络部署、网络运营维护的挑战，而出现这个问题的原因是网络范围内存在各个形式的无线接入技术形式，且各个网络节点的覆盖能力不同，彼此关系复杂。自组织网络的出现和使用则是能够理清5G 技术应用时的各个繁杂关系。第二，SON 思路的落实。在复杂的5G 网络系统中借助大量关键性能指标和网络配置参数能够降低各个因素对网络系统运营的不利影响，从而提升系统网络性能。第三， 内容分布网络。在5G 网络背景下，数据信息的传输将会面向更多元的用户，与之相关的音频、视频和图像数量也会不断增加，网络流量的增加会影响用户访问网络的质量。在此背景下如何分发大流量业务，减少客户延时获取信息的不便成为网络通信领域专家需要思考和解决的问题。内容发布网络的出现发展则是能够为用户和服务器之间距离关系问题的解决提供支持。

3.3 D2D 通信

设备到设备通信（D2D 通信）具备提升通信系统性能、强化用户体验、减轻基站压力、提升频谱利用率的使用效果，也是未来5G 网络发展的关键技术形式。第一，D2D 发现技术。D2D 发现技术能够实现对周围D2D 终端系统运作的检测分析。第二，D2D 同步技技术。在这个技术的使用下能够对通信系统运作的安全性和稳定性进行监督控制。第三，无线资源管理。D2D 中的广播、网状组网、多跳传输系统会实现对通信信息的处理，根据需要调度无线通信资源。第四，通信模式的切换。根据通信需要完成各个通信模式之间的随意切换。

3.4 SDN/NFV

伴随网络通信技术和计算机通信技术的发展，三网融合时代到来，由此也为通信系统的运作发展提出了更高的要求。在5G 技术的发展支持下网络领域出现了一种新型网络架构技术形式，这类技术形式能实现数据分离化处理，从而能够突破以往网络的使用困境。SDN 网络结构分为三层， 分别是转发层、控制层和应用层。转发层的数据信息处理涉及大量的基础网络设备，能够根据经人们对数据信息的需求来控制和处理下放的数据信息。控制层主要负责对数据转发资源的编排、控制。应用层通过开放性的API 对网络资源进行调度使用。

4 结束语

综上所述，5G 网络技术是当前时代背景下移动通信技术 的一个发展必然，和其他通信技术相比，5G 网络技术超过了以往的通信技术，且是未来通信技术的主流。文章在阐述5G 技术发展背景的基础上，分析了5G 技术的应用特点和未来应用趋势，旨在能够为5G 移动通信技术的应用发展提供更为广泛的支持，促进我国通信领域的发展。