鄭碩超，高 衡，王 顯

（三維通信股份有限公司，浙江 杭州 310053）

0 引 言

5G 移動通信技術(shù)是對前一代通信技術(shù)的升級，旨在滿足日益增長的移動通信需求，提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更大的網(wǎng)絡(luò)容量，進而支持高清視頻、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)的運用。同時，能實現(xiàn)更低的通信延遲，同步連接大量設(shè)備，滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求。5G 移動通信技術(shù)具有低時延和高可靠性的特點，使其在自動化生產(chǎn)、遠程操作等方面具有巨大潛力，助力社會產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

1 5G 移動通信關(guān)鍵技術(shù)

1.1 數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)

在5G 移動通信技術(shù)中，數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)是其中一個關(guān)鍵技術(shù)，它可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸、低時延和多設(shè)備連接等作用。數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)通過采用毫米波通信、大規(guī)模天線陣列、多連接技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)切片以及小區(qū)間干擾協(xié)同抑制等技術(shù)，為5G 網(wǎng)絡(luò)提供更高的性能和靈活性，促進移動通信領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展。第一，通過利用毫米波通信，數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的數(shù)據(jù)吞吐量，從而保證數(shù)據(jù)傳輸更高速。第二，大規(guī)模天線陣列能夠幫助5G 移動通信技術(shù)在傳輸中克服傳播障礙，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和信號質(zhì)量。第三，通過多連接技術(shù)，數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以更靈活地適應(yīng)復(fù)雜的通信環(huán)境，提供更強大的網(wǎng)絡(luò)性能[1]。第四，通過網(wǎng)絡(luò)切片，數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以為不同的信息軟件提供定制化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實現(xiàn)更精細化的網(wǎng)絡(luò)資源分配。數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)作為5G 移動通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，使移動通信能夠達到高速、低時延、大連接數(shù)等效果，推動了移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和升級。

1.2 波束聚合技術(shù)

波束聚合技術(shù)是一種利用多個信號通道所形成的通信波束技術(shù)，旨在提高信號的定向性和傳輸效率，從而實現(xiàn)更可靠和高速的通信。同時利用多個信號通道，將傳輸能量集中到特定的方向，從而增強信號的強度和質(zhì)量。這種技術(shù)可以使通信系統(tǒng)在指定方向上具有更高的數(shù)據(jù)傳輸效率，并擴大通信覆蓋范圍。通過調(diào)整天線陣列中每個信號通道的相位和振幅，從而形成傳輸波束，提升信號的定向性和傳輸效率。在移動通信中，隨著用戶移動或環(huán)境變化，波束聚合技術(shù)能夠動態(tài)調(diào)整傳輸波束的方向，以保持最佳的通信質(zhì)量。有效擴大通信系統(tǒng)的覆蓋范圍，同時降低通信的干擾和能耗，為5G 移動通信系統(tǒng)提供了更可靠和高效的通信方式。此外，在5G 移動通信中，應(yīng)用波束聚合技術(shù)，可以使網(wǎng)絡(luò)更好地應(yīng)對高速移動和復(fù)雜環(huán)境，讓用戶的通信需求得到滿足，為用戶提供更穩(wěn)定、更快速的通信體驗。

2 5G 移動通信技術(shù)在通信工程中的具體運用

2.1 以基站為中心，實現(xiàn)通信轉(zhuǎn)接

在通信工程中，5G 移動通信技術(shù)是其一個重要分支，應(yīng)用時要以基站為中心，實現(xiàn)通信轉(zhuǎn)接?；驹诰W(wǎng)絡(luò)中起著關(guān)鍵的作用，負責(zé)管理和轉(zhuǎn)接通信流量，以確保用戶間實現(xiàn)有效通信。首先，在5G 網(wǎng)絡(luò)中，基站通常會被部署在各種地理位置，如城市中心、郊區(qū)、鄉(xiāng)村地區(qū)等，通過多位置部署基站，可以確保網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣泛，并為用戶提供穩(wěn)定的通信服務(wù)。其次，基站在通信轉(zhuǎn)接方面起到關(guān)鍵的作用，當移動用戶進行通信時，基站負責(zé)接收和轉(zhuǎn)發(fā)通信數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)能夠在網(wǎng)絡(luò)中流動，最終傳輸至目標用戶。再次，基站通過信號處理技術(shù)對接收到的信號進行處理和解碼，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性和完整性，主要是采用解碼調(diào)制、誤碼率檢測、信道編碼等步驟，對通信信號進行處理[2]。最后，基站負責(zé)對接入網(wǎng)絡(luò)的用戶進行控制和管理，通過識別技術(shù)，驗證用戶身份，并對用戶分配資源，以確保網(wǎng)絡(luò)資源得到有效利用，為用戶提供良好的通信質(zhì)量。此外，基站在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面扮演著重要角色，它可以通過調(diào)整天線方向、功率控制、頻譜分配等方式來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，提高通信質(zhì)量和覆蓋范圍。隨著現(xiàn)在移動用戶的增加，為優(yōu)化移動通信信號，那么基站就需要實時管理用戶的位置信息，以確保用戶在移動過程中，可以實現(xiàn)通信的連續(xù)性和穩(wěn)定性。基站作為5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點，承擔著多項重要任務(wù)，包括通信轉(zhuǎn)接、信號處理、接入控制、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化以及移動性管理等，以確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運行，提升用戶體驗。

2.2 加強智能化數(shù)據(jù)處理

在通信工程中，5G 移動通信技術(shù)的應(yīng)用讓社會各行業(yè)的數(shù)據(jù)傳輸速度得到提升，增強社會智能化水平。在應(yīng)用5G 移動通信技術(shù)的時候，需要加強智能化數(shù)據(jù)處理，以更有效地應(yīng)對比較復(fù)雜的通信場景。通過在基站或網(wǎng)絡(luò)邊緣部署移動通信資源，5G 移動通信系統(tǒng)可以實現(xiàn)更快速的數(shù)據(jù)處理和決策，進而降低時間延遲，提升響應(yīng)速度，為信息軟件提供移動通信保障。例如，在車輛中應(yīng)用5G 移動通信技術(shù)，就可以達到智能車輛的效果。利用機器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)，5G 網(wǎng)絡(luò)可以對相應(yīng)數(shù)據(jù)進行智能化的分析和預(yù)測，如開展用戶行為預(yù)測、網(wǎng)絡(luò)擁塞預(yù)測等，以優(yōu)化資源分配，為用戶提供更個性化的服務(wù)[3]。通過智能調(diào)度算法，5G 基站可以根據(jù)實時網(wǎng)絡(luò)狀況和用戶需求，動態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)資源，有助于提高網(wǎng)絡(luò)容量、降低干擾，并優(yōu)化通信質(zhì)量。

智能化數(shù)據(jù)處理可以用于實時監(jiān)測的領(lǐng)域中，通過對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行實時檢測，及時發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)的異常行為，然后系統(tǒng)就可以通過智能化數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對異常行為進行分析、防護以及反擊，進而提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性。5G 移動通信系統(tǒng)采用自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過智能算法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動配置、優(yōu)化和修復(fù)，就能夠大大減少人工干預(yù)，提高網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)性和可管理性。此外，智能化數(shù)據(jù)處理也可以用于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)切片，根據(jù)應(yīng)用需求和服務(wù)質(zhì)量來及時調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源，為用戶提供更靈活、定制化的服務(wù)。綜合而言，通過加強智能化數(shù)據(jù)處理，5G 移動通信技術(shù)可以更好地應(yīng)對不斷增長的數(shù)據(jù)量和復(fù)雜的通信環(huán)境，為社會提供更高效、安全且智能的通信服務(wù)。

2.3 海量設(shè)備連接，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

由于5G 移動通信技術(shù)自身的特點，其在設(shè)備上的應(yīng)用比較廣泛，可以實現(xiàn)海量設(shè)備的連接。5G 網(wǎng)絡(luò)可以支持傳感器、智能設(shè)備、無人機等各種大規(guī)模設(shè)備連接，提高社會智能化應(yīng)用效果。通過5G 網(wǎng)絡(luò)，這些設(shè)備之間可以實現(xiàn)高效的連接和通信，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)進行實時數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)。設(shè)備通過5G 網(wǎng)絡(luò)，將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫嘶驍?shù)據(jù)中心，進行處理和分析。5G 移動通信技術(shù)高速數(shù)據(jù)傳輸和低延時等特點，保證數(shù)據(jù)可以及時、可靠地傳輸，滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對數(shù)據(jù)實時性的要求。而且基于5G 網(wǎng)絡(luò)，可以遠程監(jiān)測和控制各個大規(guī)模設(shè)備，用戶可以通過5G 移動通信技術(shù)，建立監(jiān)測系統(tǒng)，對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并進行遠程控制。例如，利用5G 移動通信技術(shù)，對開關(guān)設(shè)備進行遠程控制，人員在百米外，通過監(jiān)控平臺對照明設(shè)備進行控制，實現(xiàn)遠程開關(guān)的效果。5G 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，使得大量設(shè)備得到連接，形成物聯(lián)網(wǎng)，在這一過程中就會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，那么就需要對這些數(shù)據(jù)進行處理和分析，進而提取出有用的信息。這些數(shù)據(jù)可以在云端或邊緣計算平臺上進行處理，利用機器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)進行數(shù)據(jù)挖掘與預(yù)測分析[4]。

基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析，可以開發(fā)各種智能化的服務(wù)。例如，利用5G 移動通信技術(shù)連接家庭中的一些智能電器，形成物聯(lián)網(wǎng)，人員可以利用遙控等手段，智能控制這些智能電器。通過5G 網(wǎng)絡(luò)，一些設(shè)備可以實現(xiàn)實時交互和響應(yīng)，為用戶提供更便捷、智能的生活和工作體驗。其中需要注意的是，在物聯(lián)網(wǎng)的使用過程中，需要保證數(shù)據(jù)的安全性，5G 移動通信技術(shù)為其提供多種安全機制，如身份認證、加密傳輸?shù)?，確保物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和數(shù)據(jù)的安全性與隱私保護。

2.4 連接各設(shè)備，實現(xiàn)智能領(lǐng)域

5G 移動通信技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。由于5G 網(wǎng)絡(luò)自身的低時延特性，使得工業(yè)設(shè)備之間可以實現(xiàn)實時通信。實時通信功能對于需要高度協(xié)同和精準控制的工業(yè)領(lǐng)域非常重要。例如，在遠程機器人操作、自動化生產(chǎn)線中，利用5G 移動通信技術(shù)，就可以實現(xiàn)實時調(diào)度的效果。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用通常需要傳輸大量的數(shù)據(jù)，包括高清視頻、傳感器數(shù)據(jù)等。5G 移動通信技術(shù)利用自身大數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c，高效、快速地在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中傳輸這些數(shù)據(jù)，促進了數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)智能化。例如，在智能制造領(lǐng)域，工業(yè)機器人的運轉(zhuǎn)需要高帶寬支持，這樣才能實現(xiàn)精準控制和協(xié)同操作。因此，要將工業(yè)機器人和5G 移動通信技術(shù)聯(lián)合使用，使得工業(yè)機器人的數(shù)據(jù)傳輸速度達到1.25 Gb/s，保證工業(yè)機器人在工作中能夠及時聽從指令，高效地完成工作。

通過5G 的大帶寬，工業(yè)機器人能夠?qū)崟r傳輸高清視頻流和傳感器數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實時監(jiān)測和調(diào)整。這種實時性的數(shù)據(jù)傳輸對于工業(yè)機器人的遠程操作和監(jiān)控至關(guān)重要，特別是在需要高精度、高效率的生產(chǎn)環(huán)境中，可以保證工業(yè)生產(chǎn)更加高效。在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用5G 移動通信技術(shù)，可以讓工業(yè)制造過程更加智能、靈活，并且響應(yīng)迅速[5]。

此外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也涉及大量的傳感器和設(shè)備，這些設(shè)備需要可靠的連接和通信。5G 網(wǎng)絡(luò)支持大規(guī)模設(shè)備連接，為工業(yè)設(shè)備的智能互聯(lián)提供強大的基礎(chǔ)。5G移動通信技術(shù)也與機器學(xué)習(xí)、人工智能進行了結(jié)合，使得工業(yè)設(shè)備可以進行智能決策和學(xué)習(xí)，實現(xiàn)預(yù)測性維護、生產(chǎn)優(yōu)化等。通過數(shù)據(jù)分析和模型訓(xùn)練，來提高工業(yè)生產(chǎn)效率。總之，5G 移動通信技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的運用，為工業(yè)發(fā)展提供關(guān)鍵支持，同時推動工業(yè)生產(chǎn)模式的智能化、高效化以及可持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié) 論

對5G 移動通信技術(shù)在通信工程中的運用進行分析，不僅可以提升通信的效率，還能推動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，提升用戶體驗。在具體運用的過程中，主要是從通信連接、數(shù)據(jù)處理、設(shè)備連接、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等方面入手，保證5G 移動通信技術(shù)的運用更加完善，推動社會經(jīng)濟的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。