5G通信网络的主要技术应用与发展前景探析

王春阳

（陕西国际商贸学院 陕西 咸阳 712000）

1 引言

网络融入并改变着我们的生活与工作方式，网上购物、网上订餐、网上聊天、视频会议、网络办公、网络营销……同时也助力了各行各业的发展。5G技术对我国移动通信网络的发展意义重大。2019年是全球5G发展里程碑的一年，更是中国5G蓬勃发展的一年；这一年移动、联通、电信、广电5G商用牌照的发放，意味着我国正式进入了5G商用时代，各种各样的5G产业、5G技术方兴未艾，5G影响和改变了大众生活，生活里一切事物都变快了，让“万物互联”更加紧密无缝，人与家居、家居与家居之间的交互连接会更加的高效便捷，生活变得更美好，城市也因此会更加智能。一些新兴行业对于网络计算机处理的要求越来越高，5G技术的出现满足了其对于高质量服务网络的需求。为了能够应对数据爆炸时代信息海量的现状，为了开发更多项目来满足人民日益增长的需求，各种学术研究和商业研究都对5G技术展开了积极探索。因此，本文通过对5G技术的内涵特点进行分析，着重对5G技术应用的交频分复用技术、全双工技术、大规模MIMO技术等做了分析研究，希望能够为5G网络技术的发展添砖加瓦。

2 5G移动通信网络内涵

移动通信网络技术在不断推进发展，5G技术的发展也预示着我国移动通信网络技术的逐渐成熟。作为新一代移动通信网络应用的重点，5G是以4G移动通信技术为基础，兼具了4G的所有优势，并对4G技术的进一步完善和扩展，是对通信网络技术的创新应用模式，是一个质变的过程。5G技术能够提供高速的处理效率以及更大的系统容量，更好地满足移动网络的通信应用需求。物联网和移动互联网都是以5G移动网络通信技术为基础的升级应用，5G移动网络通信主要是围绕这两个方面来进行展开，比如虚拟现实之间的连接、云计算处理等方面。传统的移动通信服务范围是人与人之间的连接，随着5G技术的不断成熟，将会推动人与人、物和物、人与物之间的相互传递信息，为人们的信息传输和沟通提供更加便捷的服务，以期真正实现万物相连。5G移动网络可以与生活中的各个领域实现链接，进行更加深层次的融合与互动，以更好地推动新兴产业与技术的发展[1]。

3 5G移动通信网络主要特点

3.1 网络功能更加丰富多样且全面

面对丰富的移动互联网、物联网需求，在核心网方面已经有更加高效灵活的控制系统。5G网络能够确保技术灵活快速的适应多样化的发展应用，数据传输时能够保证安全性和隐私性，可以支持更多新产业方面的应用。5G技术高频段振动谱利用效率提升，综合了宽带技术、光载无线组网等技术，实现网络处理效率更快、管理更优化、功能更加全面。

3.2 网络性能更优，体验感更强

网络性能的高低对于用户使用体验有着非常重要的影响，5G网络的开发目标就是为了给用户带来更好的体验。5G技术可以实现更大范围的网络全覆盖，随时实现与网络的高效连接。在未来使用移动网络的人数只会越来越多，要能够有超高的接入效率，超低的时间延长，更低的运营成本，能为用户带来更加可靠满足的体验。

3.3 网络运营更加智能

计算机网络可以通过大数据智能化分析，对人的各种特性进行研究。5G网络应该能够提高智能决策能力，从而实现全面的为人类服务，比如，借助5G的智能化软件可以通过个人的地理位置，用户的喜好以及状态等进行实时监控分析，通过分析了解现状、问题，提出解决的方案，实现精细化的管理。

3.4 网络生态更加友好

移动通信网络虽然为日常工作与生活带来了便利，提供了交流平台。在移动网络的应用中一旦出现数据丢失、数据泄露等，就可能会导致一个企业或者国家数据库安全问题。个人用户在使用移动网络时会出现网络卡顿，消息传递延迟，就会影响用户使用感受。5G移动网络技术的发展过程中，网络流量将会更快，信息传递与信息保护方面将会有更好的改观。各大移动商都非常注重网络处理问题，处理移动数据问题。通过5G技术的发展成熟，能够对这些问题进行优化处理，保证整体安全。

4 5G技术在移动通信网络中重要应用

4.1 MIMO技术与大规模MIMO技术

MIMO技术的应用已经较为成熟，在很多无线通信系统中都有应用，通过基站接收信号，并为用户传递信息。这项技术可以在不增加带宽的情况下，提供更高的系统容量和频谱利用率，能够有效提高频谱效率[2]。传统的系统容量较容易受到外界干扰而导致容量受限，而且不能够通过其他途径来增加系统容量，而这项技术的应用，可以不增加发射功率就能够提高容量。这项技术可以在发射和接收两个终端同时接收多个信息系统。这项技术业已成为无线网络技术的重点研究对象。通过数十年的研究发展，不仅能够在各行业中都占有一定比例，在新一代的5G通信研究中也有所应用。这项技术可以将数据通过多个天线发射出去，在接收端进行整合时能够整合成为一个完整的信息。大规模MIMO技术与MIMO技术原理相似，只是在密集程度不同所需要差别处理方式[3]。大规模MIMO技术是5G发展过程中的关键技术，5G技术会在以后的应用更加普遍。

4.2 正交频分复用技术

正交频分复用技术是将总带宽分为各个不同的部分，每一条线路传输一种信号，要求总频率宽度要大于各个子信道频率之和。在传输过程中，每一个道路的传输信号不能相互干扰，通常在子信道中间设置隔离带来保证互不干扰。随着通信需求的不断增加，宽带成为重点研究对象，在通信过程中经常会出现的信号干扰，有噪音，信号传输延迟等问题。通过正交频分复用技术，可以在传输系统中对传输符号进行周期延长，抵抗干扰。通过不影响各频道之间的信号传输，使传送数据更加高效。在早期的研究中，由于技术方面不成熟，造价昂贵，成本比较高，通过不断的研究，现代技术相对成本比较低，而且性能更好，信号转换进行传输时相互干扰的几率更小。目前这项技术经常被应用于广播式的音频视频领域，比如说数字视频广播，电视等方面。

4.3 全双工技术

全双工技术是数据的传输和接收过程中同时进行。视频电话就是这一技术的应用，视频电话接通时，可以接收到电话对面的信号。全双工系统之间信号传递不会受到干扰，就好像生活中常见的双车道一样，两辆车可以相对行驶，互不干扰。使用全双工系统能够让数据传播有更高的效率，让数据传播速度更快。全双工系统能够合理应用的前提就是消除自身干扰，但是全双工系统能否完全使用还属于未知状态，现有的全双工系统并不属于真正意义上的没有干扰。5G技术应用对全双工技术非常关键，自干扰问题存在是限制全双工技术发展的主要因素，但是在未来的研究过程中，全双工技术必然会实现历史性的创新。

5 5G 技术发展前景

5G技术在通信中的应用非常广泛，不仅能够为我们提供更多的方便，还能构建完整的网络发展体系。5G网络的深入研究不仅是为了满足人类的需求，更是国家发展对互联网要求不断提高的结果。要实现5G移动网络中的各种目标，需要对5G移动网络进行各个方面的突破，我们需要紧跟时代的发展步伐，做好自己的工作，更新发展理念。

随着智能化与信息化时代的到来，社会各个领域发生了巨变，要顺应时代的潮流，做好各项工作的安排，不断引进新的技术。5G技术的全面发展，通信技术体系与运行结构都将逐渐转型发展，技术标准与结构都将会进一步优化。5G网络技术研究与发展，让移动网络通信更加灵活地服务客户，在不同的情景下有多元化的工作模式。

5G技术的标准化发展进程。2013年，中国就正式成立5G技术推进小组（IMT-2020小组），致力于推进5G 技术应用策略与需求、技术标准体系及知识产权等方面的，并扩展延伸国际化应用。IMT-2020小组发布5G技术需求、5G技术概念、5G无线技术架构等一系列白皮书文件，构建体系化的技术运行框架。IMT-2020小组描绘5G技术发展愿景，确定了关键功能与用户体验率等目标。5G技术在应用规模、运行场景、数据传输、时延管理等方面都实现全面转型和大幅升级。另外，在管理5G路标和规划项目的基础上，新空口技术部署将在两个阶段完成，其中第二个阶段是处理Rel.1.6版本，在今年完成部署。基于此，全面推进5G技术的运行和升级，为用户提供更加优质的体验。

5G技术的商用计划的推进。按照我国工业与信息化部相关要求，5G技术的商用计划的启动成为了通信行业发展规划中关键项目。移动、电信、联通运营商中构建商用计划模式与管理标准，对启动规模化组网试验项目具有重要的意义和价值。我国5G技术商用规划项目，按国际标准建立对应的芯片生产体系，我国相应的电子产品企业将进一步推动研究进程，完善领域布局，提高管理水平，发挥其商用价值的实际作用。

6 结语

5G技术在移动通信网络方面的使用在未来越来越普遍。5G网络在将来会服务于人们，应用于教育工作，休闲交通等场所，涵盖了几乎生活中的所有方面。在未来的移动通信中，5G技术作为重点应用，开展相关的研究对我国的技术科技发展，以及国家综合实力影响都有着重要的作用意义。未来的移动通信网络会更加复杂，5G技术的多元化发展能够面向更加广阔的业务类型，与更多的行业领域进行深度融合。5G技术的应用实现网络升级和模式创新，在未来人工智能技术也需要不断发展，这项技术在5G技术的支持下更加成熟，通过5G技术的应用让万物互联，提高网络的性能和资源的利用率，为人们提供更加舒适的网络体验。