李晉

（山西信息規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 山西省太原市 030000）

現(xiàn)階段，我國已經(jīng)步入了信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化時(shí)代，各種移動(dòng)智能設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用，在這樣的背景下，移動(dòng)通訊技術(shù)的發(fā)展水平也不斷提升。4G 技術(shù)是大部分人所熟知的，其在通訊領(lǐng)域得到了大范圍應(yīng)用，但伴隨人們?cè)谕ㄐ欧矫嫘枨蟮倪M(jìn)一步提升，5G 技術(shù)逐漸走入大眾的視野，和傳統(tǒng)4G 技術(shù)相比，5G 通信技術(shù)具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，能更好地滿足移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶即時(shí)通信的需求，為用戶帶來更為便捷、高效的使用體驗(yàn)。

1 5G移動(dòng)通信的概述

1.1 5G移動(dòng)通信的定義

5G 移動(dòng)通信指的就是依托毫米波技術(shù)，將其作為一種低頻短距離接入技術(shù)，頻率保持在30～60GHz 之間，通過短距離接入模式擴(kuò)大頻率的范圍，進(jìn)而為用戶提供更多的方便。高階MIMO 技術(shù)一般是利用較為高級(jí)的天線列陣，該技術(shù)對(duì)于高密度移動(dòng)用戶而言比較適用。D2D 設(shè)備終端和基站之間進(jìn)行通信連接，可充分利用鏈路網(wǎng)絡(luò)的靈敏度，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的高效性與安全性，與此同時(shí)，在連接靈敏度上也要高出許多。SND 一般是借助中心控制器對(duì)相關(guān)軟件加以控制，抽出路由器的部分控制設(shè)備，可強(qiáng)化對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的控制，確?？刂频撵`敏性，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制流程的進(jìn)一步優(yōu)化。5G 網(wǎng)絡(luò)的虛擬功能可使虛擬網(wǎng)絡(luò)硬件支持軟件的運(yùn)行，避免網(wǎng)絡(luò)過度損耗，進(jìn)而有效提升網(wǎng)絡(luò)資源的應(yīng)用效率，拓展系統(tǒng)內(nèi)存，使網(wǎng)絡(luò)信號(hào)變好，避免外部信號(hào)的干擾。另外，同頻操作模式可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)磁譜存在的不同，對(duì)其信號(hào)進(jìn)行及時(shí)接收和發(fā)送，從而在很大程度上提升網(wǎng)絡(luò)接收的效率。傳統(tǒng)的FDD 與TDD 在進(jìn)行信號(hào)接收的時(shí)候，往往只能對(duì)信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)接收與發(fā)射，而5G 技術(shù)則能把網(wǎng)絡(luò)資源劃分給各類不同的用戶，并在同一時(shí)間進(jìn)行資源的接收。

1.2 5G移動(dòng)通信的特點(diǎn)

1.2.1 信息傳輸效率較高

在數(shù)據(jù)與信息傳輸速率方面，5G 通信技術(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于4G 通信網(wǎng)絡(luò)，站在理論層面上來看，由于具備連續(xù)的廣域覆蓋以及高移動(dòng)性條件，5G 移動(dòng)通信的最高傳輸速度可達(dá)到10Gbit/s，這就消除了以往信息傳輸滯后的弊端，相較于4G 技術(shù)而言，5G 移動(dòng)通訊技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)峰值能放大約10～100 倍。

1.2.2 技術(shù)系統(tǒng)較強(qiáng)

以往的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸模式往往無法滿足廣大用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源與信息的需求，5G 通信技術(shù)的誕生則有效解決了這一問題，其順利實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)、多面的數(shù)據(jù)傳輸目標(biāo)，有效滿足了人們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)流量上提出的需求。在當(dāng)今可持續(xù)發(fā)展、綠色發(fā)展的政策背景下，5G網(wǎng)絡(luò)相較于4G 網(wǎng)絡(luò)而言更有助于節(jié)省資源，從而促進(jìn)綠色、可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1.2.3 運(yùn)行能耗成本較低

從經(jīng)濟(jì)價(jià)值上來看，與當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的4G 網(wǎng)絡(luò)相比，5G通信技術(shù)由于整體能耗較低，在能耗條件一致的前提下，往往能達(dá)到更高的數(shù)據(jù)信息傳輸效率，這就充分突顯出5G 通信在節(jié)約能源成本上所具備的優(yōu)勢(shì)，提升了其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1.2.4 設(shè)計(jì)理念較為先進(jìn)

5G 移動(dòng)通信的設(shè)計(jì)理念與以往通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念存在較大的不同，大面積覆蓋且兼顧室內(nèi)的通訊體系是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念所追求的，而5G 移動(dòng)通訊在設(shè)計(jì)理念上則強(qiáng)調(diào)優(yōu)化室內(nèi)通訊系統(tǒng)，這一設(shè)計(jì)理念不但能在很大程度上提升室內(nèi)通訊網(wǎng)絡(luò)的綜合覆蓋率，同時(shí)還能提高室內(nèi)業(yè)務(wù)的整體支撐效果。

1.2.5 資源利用率較高

5G 移動(dòng)通信可對(duì)高頻頻譜資源進(jìn)行高效開發(fā)與利用，從而大大提升無線電波通訊的安全性與穿透性。有了5 通信技術(shù)作為依托，再融合有線寬帶、無線寬帶以及光纜技術(shù)等，可大大提高5G 移動(dòng)通信資源的綜合利用率。5G 移動(dòng)通信技術(shù)本身就表現(xiàn)出鏈路數(shù)量較多、支撐規(guī)模較大等多方面的特點(diǎn)，在短距離以內(nèi)，可同時(shí)開展100 萬次的網(wǎng)絡(luò)通信工作，進(jìn)而有效滿足我國現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)用戶的多樣化需求。例如，可在通信過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的快速傳輸或中斷。

1.3 5G移動(dòng)通信發(fā)展的意義

在時(shí)代不斷進(jìn)步與發(fā)展的背景下，我們必須在移動(dòng)通信技術(shù)研究上樹立現(xiàn)代化、先進(jìn)性的思想，了解5G 移動(dòng)通信發(fā)展的主要意義，大力推廣5G 移動(dòng)通信的應(yīng)用，提高各方面基礎(chǔ)設(shè)施的性能，從而為不同行業(yè)的發(fā)展提供指導(dǎo)與幫助。由于5G 通信屬于一種全新的發(fā)展模式，其對(duì)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)都提出了較高的要求，不僅如此，5G 移動(dòng)通信還把以往通信過程中存在的問題進(jìn)行了有效解決，尤其是借助現(xiàn)代化設(shè)備與科學(xué)技術(shù)改善了諸多遺留問題，這就有效促進(jìn)了移動(dòng)行業(yè)的發(fā)展，為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的壯大奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 5G移動(dòng)通信技術(shù)分析

2.1 多天線技術(shù)

5G 網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)過程中不僅要考慮到傳輸質(zhì)量、資源利用、效率等方面的問題，同時(shí)還必須確保網(wǎng)絡(luò)能始終處于安全平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)。通過多天線技術(shù)可增加通信天線的數(shù)量，獲得較好的空間分辨率，在提升數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的基礎(chǔ)上，保證系統(tǒng)運(yùn)行始終處在穩(wěn)定的狀態(tài)。例如，在LTE 系統(tǒng)之中，常規(guī)技術(shù)一般只配備四根天線進(jìn)行通信信號(hào)的接收與發(fā)射，而引入多天線技術(shù)以后，則可配備八根天線，這樣就能為通信的穩(wěn)定提供堅(jiān)實(shí)的保障。設(shè)計(jì)多天線系統(tǒng)，基站可配備上百根天線，確保各類用戶的通信需求得到最大化滿足，通過布設(shè)列陣的模式進(jìn)行系統(tǒng)天線的筒體配置，可使空間資源得到有效節(jié)約，進(jìn)而滿足5G 通信基站靈活性、多方位部署的需求。當(dāng)前，我國5G 技術(shù)的2D 形式多天線正逐漸朝著3D 形式發(fā)展，在利用游園技術(shù)增設(shè)天線的時(shí)候，必須保證天線的數(shù)量在128 根以內(nèi)，這樣才不會(huì)發(fā)生相互干擾的現(xiàn)象。通過對(duì)波束范圍進(jìn)行有效控制，可最大化降低信號(hào)干擾程度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備基站功率有效提升的目標(biāo)。

2.2 自組網(wǎng)技術(shù)

隨著5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋面的逐漸增大，其所需投入的運(yùn)維成本也逐漸增大，總運(yùn)維成本將占到建設(shè)成本的70%，這就對(duì)技術(shù)應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大造成了阻礙。利用自組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行5G 網(wǎng)絡(luò)的部署，可有效控制資源成本，避免因人為失誤造成問題，確保5G 網(wǎng)絡(luò)得到更好地建設(shè)。同時(shí)，依托自組網(wǎng)技術(shù)優(yōu)化5G 網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)，還能使復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布設(shè)問題得到有效解決，實(shí)現(xiàn)提升系統(tǒng)自配效率的目標(biāo)，避免系統(tǒng)給鄰區(qū)造成過大的干擾。在開展移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的過程中，必須根據(jù)用戶的實(shí)際情況對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而提升通信質(zhì)量。利用自組網(wǎng)技術(shù)完成雙鏈接優(yōu)化目標(biāo)的選擇，在硬件平臺(tái)相同的條件下融合軟基站，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的科學(xué)合理調(diào)整。另外，借助超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)業(yè)務(wù)的精準(zhǔn)分流，從而進(jìn)一步縮短站點(diǎn)距離，在增加用戶數(shù)量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高質(zhì)量部署。針對(duì)異構(gòu)組網(wǎng)中存在的較為復(fù)雜的問題，通過引入自組網(wǎng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)這些問題的順利解決，進(jìn)而在滿足用戶各方面需要的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本的有效降低。

2.3 全雙工技術(shù)

通過全雙工技術(shù)，可使5G 移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)頻譜進(jìn)行靈活運(yùn)用，從而提高頻譜的有效利用率。在5G 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，通過終端實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的發(fā)射，很容易致使信號(hào)接收設(shè)備的運(yùn)行受到直接影響，在引入同時(shí)同頻全雙工技術(shù)以后，則可實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)頻譜技術(shù)的有效改造，消除信號(hào)接收與發(fā)射之間的相互干擾，進(jìn)而保證數(shù)據(jù)信息的傳輸效果。借助全雙工模式對(duì)同一個(gè)物理信道上的不同信號(hào)進(jìn)行同時(shí)接收，可順利實(shí)現(xiàn)頻率的高效化利用，進(jìn)而確保信號(hào)發(fā)射和同頻信息的接收同步開展，有效解決雙工節(jié)點(diǎn)干擾問題，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能的進(jìn)一步提升。在未來網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量大量增長(zhǎng)的情況下，服務(wù)器可能長(zhǎng)時(shí)間處在高負(fù)載的狀態(tài)下，通過全雙工技術(shù)的應(yīng)用，可提升網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)速度，進(jìn)而保證整個(gè)通信過程的可靠性。

2.4 多載波技術(shù)

多載波技術(shù)是5G 通信技術(shù)中至關(guān)重要的組成部分，該技術(shù)的引入可進(jìn)一步降低系統(tǒng)的復(fù)雜程度，并通過對(duì)信號(hào)抗多徑衰落的提升，使通信效果得到有效改善。以往所采用的子載波技術(shù)，由于不同子載波具有相同的帶寬，整個(gè)通信期間必須確保子載波的同步性，處于正交狀態(tài)之下，這就很容易致使系統(tǒng)的靈活性顯著降低。借助多載波技術(shù)不需要開展循環(huán)前綴設(shè)置工作，也不需要保持正交狀態(tài)。通過運(yùn)用由若干個(gè)濾波器組成的濾波器組，可保證多載波系統(tǒng)始終處于低頻譜應(yīng)用率上，并提供較高峰值，實(shí)現(xiàn)在同頻中的并行應(yīng)用。

2.5 高級(jí)調(diào)制編碼技術(shù)

隨著無線資源變得越發(fā)緊張，為了確保通信資源的高效化利用，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高頻率的無線傳輸，就必須運(yùn)用高頻譜效率的調(diào)制編碼技術(shù)。5G 高級(jí)調(diào)制編碼技術(shù)是以4G 技術(shù)為依托的，它能提升評(píng)估的綜合效率，改變干擾的統(tǒng)計(jì)分布，實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾信號(hào)的有效控制。另外，專業(yè)技術(shù)人員可通過多輸入和多輸出技術(shù)來對(duì)5G 移動(dòng)通信進(jìn)行優(yōu)化，并根據(jù)具體情況確定天線的數(shù)量，確保5G 移動(dòng)通信能滿足相關(guān)存儲(chǔ)容量的要求，進(jìn)而為信息的有效傳輸?shù)於ɑA(chǔ)。

3 5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 智能化運(yùn)營管理

5G 網(wǎng)絡(luò)對(duì)智能化運(yùn)營管理水平的要求相對(duì)較高，要實(shí)現(xiàn)5G 網(wǎng)絡(luò)的大范圍推廣和應(yīng)用，就必須全方位提高5G 網(wǎng)絡(luò)對(duì)技術(shù)環(huán)境的感知水平以及應(yīng)對(duì)能力，通過對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施所處的具體位置、移動(dòng)數(shù)據(jù)終端設(shè)備的運(yùn)行情況、用戶使用習(xí)慣等進(jìn)行智能預(yù)測(cè)，不斷優(yōu)化信息傳輸模式和信號(hào)檢測(cè)方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作程序制定的全面智能控制。根據(jù)現(xiàn)階段我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況和未來科技發(fā)展趨向，5G 技術(shù)在未來智能電網(wǎng)架構(gòu)中的應(yīng)用將發(fā)揮出無可替代的作用。5G 技術(shù)不僅能為智能供電的優(yōu)化、電力故障問題的分析和解決服務(wù)，同時(shí)還能有效節(jié)省電力企業(yè)的運(yùn)營成本，這對(duì)電力企業(yè)及其廣大用戶來說都是大有好處的。

3.2 性能優(yōu)化發(fā)展

截止到2020年，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)容量進(jìn)一步擴(kuò)大，在5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上也提出了更高的要求，根據(jù)這一發(fā)展態(tài)勢(shì)，5G 技術(shù)需在資源傳輸、頻譜利用等多方面實(shí)現(xiàn)性能的改進(jìn)與優(yōu)化，從而全方位提升網(wǎng)絡(luò)整體性能。5G 技術(shù)的應(yīng)用意味著市場(chǎng)主流將逐漸被大流量業(yè)務(wù)所取代，從而不斷提升資源傳輸效率、減少用戶等待時(shí)間，確保用戶的實(shí)際需求得到有效滿足。要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩耘c完整性，就必須加強(qiáng)對(duì)5G 技術(shù)的自我調(diào)整，充分發(fā)揮出自調(diào)節(jié)、自感知等功能，讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)始終保持穩(wěn)定、持續(xù)運(yùn)行的狀態(tài)，從而獲得更加可靠、穩(wěn)定的5G 通信服務(wù)。在服務(wù)細(xì)節(jié)上，應(yīng)注重對(duì)不同用戶通信特點(diǎn)的掌控，通過編制科學(xué)可行的通信解決方案，為通信質(zhì)量提供保障，使有限的資源得到最大化利用。站在移動(dòng)通信整體架構(gòu)建設(shè)的層面來看，還必須強(qiáng)化多用戶、多點(diǎn)協(xié)作組網(wǎng)，從而提高系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

3.3 新領(lǐng)域應(yīng)用

伴隨5G 技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化，其應(yīng)用領(lǐng)域也將變得更加廣泛，除了在傳統(tǒng)通信傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用以外，該技術(shù)還可被用于教育、醫(yī)療等其它新行業(yè)、新領(lǐng)域中。例如，去年，我國某醫(yī)院一位資深的外科醫(yī)師就以5G 技術(shù)為依托開展了一例遠(yuǎn)程外科手術(shù)，該技術(shù)的引入為遠(yuǎn)程手術(shù)的有效開展提供了有利條件。在不久的將來，5G 技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療等新領(lǐng)域的應(yīng)用范圍將越來越廣、應(yīng)用效果也將進(jìn)一步提升。

4 結(jié)語

綜上所述，5G 移動(dòng)通信技術(shù)具有信息傳輸效率高、運(yùn)輸能耗成本低、設(shè)計(jì)理念先進(jìn)等多方面的特點(diǎn)，該技術(shù)的誕生主要依賴于多天線技術(shù)、自組網(wǎng)技術(shù)、多載波技術(shù)、全雙工技術(shù)等現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)，當(dāng)前，5G 移動(dòng)通信技術(shù)正朝著智能化運(yùn)營管理、性能優(yōu)化發(fā)展等方向發(fā)展，不僅如此，其應(yīng)用范圍也逐漸朝著新領(lǐng)域延伸，該技術(shù)必將成為我國未來社會(huì)中不可或缺的一項(xiàng)重要技術(shù)。