通信工程中5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用

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摘要：面向未來(lái)，5G將與現(xiàn)代化生產(chǎn)環(huán)節(jié)深度融合，助力傳統(tǒng)人工生產(chǎn)向無(wú)人化、少人化方向邁進(jìn)。5G移動(dòng)通信技術(shù)作為未來(lái)通信工程最核心技術(shù)之一，以其高效率、低能耗的優(yōu)勢(shì)獲得寬廣的應(yīng)用前景，未知遠(yuǎn)大于已知。與此同時(shí)通信工程借信息化時(shí)代背景擁有發(fā)展空間，但是人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的美好生活的需求也對(duì)通信工程提出了更高的要求，通信工程應(yīng)該靈活運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，滿足市場(chǎng)需求。文章以5g通信技術(shù)為主視角，通過文獻(xiàn)資料的收集整理界定5G移動(dòng)通信的理論，明確其內(nèi)在特性以及相比4G技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)，最后從覆蓋率與網(wǎng)絡(luò)智能等方面探究在通信工程中的應(yīng)用，以期推動(dòng)通信工程行業(yè)高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展。

關(guān)鍵詞：5G移動(dòng)通信；通信工程；創(chuàng)新發(fā)展

回顧移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展歷程，1G技術(shù)解決了人們通信難問題，2G在此基礎(chǔ)上擴(kuò)大了覆蓋面積，3G則是一次巨大的突破實(shí)現(xiàn)了圖片視頻等無(wú)界限傳輸，4G催生了微信、移動(dòng)支付等新興軟件加速網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的發(fā)展，5G總結(jié)以往通信技術(shù)中的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，作為嶄新的技術(shù)出現(xiàn)帶給未來(lái)無(wú)限可能。5G技術(shù)應(yīng)用于通信工程中，一方面能夠提高通信工程信息傳輸?shù)馁|(zhì)量，另一方面加快圖片、視頻等傳送下載的速度，本文對(duì)5G技術(shù)在通信工程應(yīng)用進(jìn)行分析，力求加快通信工程的創(chuàng)新升級(jí)。

15G移動(dòng)通信技術(shù)

5G通信技術(shù)事實(shí)上就是第五代移動(dòng)通信技術(shù)，5G通信技術(shù)并不是憑空產(chǎn)生的而是依托于4G基礎(chǔ)上。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，5G網(wǎng)速傳送最快時(shí)是4G的100倍，這說(shuō)明在5G通信技術(shù)下，網(wǎng)速將有大幅度的提高，通信質(zhì)量也會(huì)有所改善。從標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)中可以看出，5G移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)頻譜集中在3.3-39GHz，說(shuō)明其在中高頻段比較集中，相比之前的技術(shù)，5G通信傳輸速度更快，但是覆蓋成本也隨之提升。此外按照5G通信傳輸標(biāo)準(zhǔn)，采用毫米波的頻率較寬，但是由于繞射與衍射能夠不足，所以需要額外引入MIMO提高天線增益，拓寬網(wǎng)絡(luò)覆蓋面。由此我們不難發(fā)現(xiàn)5G在給人們帶來(lái)更加方便快捷的上網(wǎng)體驗(yàn)同時(shí)需要通信技術(shù)也越來(lái)高，靈活性科技性更強(qiáng)，只有充分滿足5G技術(shù)要求才能夠給用戶帶來(lái)更好的使用體驗(yàn)。

25G技術(shù)相比于4G技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1多天線

與4G技術(shù)相比，5G技術(shù)具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，作為當(dāng)前最新的移動(dòng)通信手段，以安全性高、覆蓋性強(qiáng)、靈敏度高特點(diǎn)運(yùn)用多天線的方式達(dá)到精準(zhǔn)傳輸信號(hào)的效果。傳統(tǒng)通信技術(shù)弊端在于不能很好的給予多天線支撐，必須依賴于毫米波這種全新的技術(shù)才能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)傳輸。由此可見5G通信技術(shù)的升級(jí)不僅加快信息傳播速度，更實(shí)現(xiàn)了新興資源的實(shí)際應(yīng)用。

2.2小基站

除了以上信息傳輸速度優(yōu)勢(shì)外，多天線的尺寸不斷縮小，這就意味著可以擺脫以往大基站的困擾，從此部署小基站。首先小基站覆蓋范圍更加廣泛，5G可以覆蓋4G所不能的末梢通信中；其次依賴小基站的優(yōu)勢(shì)，可以根據(jù)實(shí)際情況靈活的選擇距離，介于體積上優(yōu)勢(shì)使得運(yùn)營(yíng)商可以自如的在每個(gè)城市中建立上千個(gè)甚至更多的小基站，這樣排列下來(lái)形成一個(gè)密集強(qiáng)大的信息網(wǎng)絡(luò)群；再次每個(gè)基站都可以接受并傳送信號(hào)，這大大提高了信號(hào)的強(qiáng)度，提升信息傳輸?shù)乃俣龋蛔詈笥捎谛』镜墓囊h(yuǎn)遠(yuǎn)小于大基站，所以即使建立多個(gè)小基站總體看來(lái)成本還是小于大基站。

2.3MassiveMIMO

從天線的數(shù)量分析5G基站支持天線數(shù)量是4G基站的十幾倍，這些天線可以通過MassiveMIMO技術(shù)形成強(qiáng)大的天線矩陣，極大提高了基站接收信號(hào)的容納量，意味著能夠同時(shí)接收更多用戶的信息，與MIMO的多輸入、多輸出含義相互吻合。從理論上講，這種技術(shù)并不是新發(fā)現(xiàn)而是在4G基站中已經(jīng)獲得了實(shí)驗(yàn)。迄今為止，進(jìn)行的程度僅僅停留在測(cè)試層面上，宏觀上為5G基站技術(shù)提供一個(gè)大致的方向，還需要通過5G移動(dòng)技術(shù)完成。當(dāng)不同用戶之間進(jìn)行資源共享時(shí)5G基站能夠?qū)assiveMIMO導(dǎo)入空間域滿足大量不同用戶信息傳輸?shù)男枨蟆?/p>

2.4波束成形

波束成形的原理是聚集有限的能量，使其在特定的方向上進(jìn)行傳輸，減少能量在過程中的損耗，形成一個(gè)很窄的波束，避免其他信號(hào)的干擾最大程度上增加傳輸?shù)木嚯x。此外這一技術(shù)還可以提高頻譜利用率，通過信號(hào)的處理算法確定其最佳路徑，規(guī)定出通信工程中起始階段到終端的路線，避免信號(hào)被障礙物阻擋遠(yuǎn)距離傳送中信號(hào)衰減的風(fēng)險(xiǎn)。

2.5其他技術(shù)

（1）全頻段技術(shù)4G網(wǎng)絡(luò)條件下頻段資源問題日益突出，成為目前困擾人們的主要問題之一，一般情況下4G頻段能夠基本滿足人們正常生活的需要，但是往往在使用人數(shù)過多，線上壓力增加出現(xiàn)頻段資源嚴(yán)重匱乏的現(xiàn)象，影響線上用戶的體驗(yàn)。所以想要解決這類問題，應(yīng)該充分利用5G通信技術(shù)中的全頻段功能，靈活解決頻段資源不足問題。事實(shí)上，5G通信技術(shù)仍然在試驗(yàn)初期很多方面還在完善中，想要進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)速率保證傳輸穩(wěn)定性，可以結(jié)合全頻段技術(shù)減小通信設(shè)備的體積，可以在一定程度上提升網(wǎng)絡(luò)速率。（2）SDN/NFV技術(shù)NFV與SDV分別是指網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬化以及軟件定義網(wǎng)絡(luò)，這兩項(xiàng)技術(shù)是構(gòu)成5G通信技術(shù)的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上云服務(wù)又為5G技術(shù)發(fā)展提供技術(shù)支持，有利于技術(shù)功能拓展，按照預(yù)期計(jì)劃進(jìn)行，此外在通信工程中SDN/NFV技術(shù)不可缺少，很多程序智能化操控也是依托于這兩項(xiàng)技術(shù)的支持，5G移動(dòng)信息技術(shù)的加入能夠在生活中輔助人們進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)，節(jié)省資源，滿足各行業(yè)不同的網(wǎng)絡(luò)需求。

35G移動(dòng)通信技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用

社會(huì)生活中通信工程應(yīng)用無(wú)處不在，拉動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，為人們生活帶來(lái)了便利。但是隨著生活水平不斷提高，人們不再滿足于“能通信”，而是提出了“通信優(yōu)”高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)通信要求。5G移動(dòng)通信技術(shù)的問世能夠極大提升用戶通信滿意度，所以將5G通信技術(shù)應(yīng)用于通信工程中勢(shì)在必行，具有突出的現(xiàn)實(shí)意義。3.1在通信工程建設(shè)中的應(yīng)用通過5G移動(dòng)試點(diǎn)城市的數(shù)據(jù)顯示可知，未來(lái)在通信工程中的應(yīng)用具有很強(qiáng)的緊迫性，能夠擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積，提升用戶的滿意度。目前無(wú)線通信技術(shù)需要以基站為中心，建立星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種方式過于耗費(fèi)人力物力，與此同時(shí)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)限制下，工程通信的容量有限，覆蓋面積比較小，最終仍然不能達(dá)到實(shí)時(shí)通信的目的。5G通信技術(shù)能夠端端相連直接通信的方式，一方面滿足數(shù)據(jù)近距離傳輸，提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾耘c準(zhǔn)確性；另一方面取消中間節(jié)點(diǎn)的干擾，終端用戶可以實(shí)時(shí)通信提升通信的速度，減少時(shí)間的浪費(fèi)。最重要的是以往通信工程中運(yùn)營(yíng)商需要依靠網(wǎng)絡(luò)組建及配置進(jìn)行信息工程建設(shè)，造成許多資源的損耗。但是5G技術(shù)幫助避免此類問題發(fā)生，在降低成本的同時(shí)提升網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量縮短通信時(shí)間，形成自由配置、多結(jié)構(gòu)、多渠道的復(fù)合型通信網(wǎng)絡(luò)群，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

3.2在智能通信領(lǐng)域的應(yīng)用

5G技術(shù)以其智能性超越原有的4G技術(shù)，所以將5G技術(shù)應(yīng)用于通信工程中也應(yīng)該優(yōu)先考慮“智能化”特征，畢竟現(xiàn)代化社會(huì)為5G移動(dòng)通信技術(shù)提供發(fā)展的平臺(tái)。在通信工程中5G技術(shù)的引入能夠大幅度提升網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，順應(yīng)智能化、信息化的社會(huì)需要從生活角度出發(fā)，5G除了在移動(dòng)端手機(jī)等電子設(shè)備中的應(yīng)用外，還可以靈活地將物聯(lián)網(wǎng)與人們生活高度結(jié)合，比如對(duì)路燈、電子顯示牌等基礎(chǔ)公共設(shè)施的智能化管理，實(shí)現(xiàn)人性化、信息化城市建設(shè)向智能化城市方向進(jìn)軍。在信息傳輸方面5G技術(shù)更快、高準(zhǔn)、更穩(wěn)定，能夠?qū)崿F(xiàn)信息展示與下載同步進(jìn)行。此外智能城市是通信工程中目前最重要建設(shè)項(xiàng)目之一，5G技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)控制與汽車行駛智能化的夢(mèng)想，其中涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)云平臺(tái)、地理空間信息、人文資源等多種信息集成。建設(shè)智能城市首先應(yīng)該清楚其構(gòu)架，從主觀角度來(lái)看分為：城市感知層、基礎(chǔ)服務(wù)層，從客觀角度來(lái)看分為：數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)層、傳輸通信層、智能應(yīng)用層，為了達(dá)到網(wǎng)絡(luò)全面化的目的，需要利用5G技術(shù)進(jìn)行全市、全省以及全國(guó)的覆蓋，不斷保證信息傳輸安全性及可靠性。因此無(wú)論是基于“智能城市”未來(lái)展望還是“綠色可持續(xù)發(fā)展”社會(huì)的要求，5G技術(shù)在智能通信領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的意義，能夠保證信息穩(wěn)定傳輸，推動(dòng)城市化信息化建設(shè)。

3.3在物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用

雖然4G技術(shù)已經(jīng)成為移動(dòng)通信的里程碑，但是通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定性還需要進(jìn)一步加強(qiáng)，所以提高通信速率，就要從根本上提高管理系統(tǒng)的靈敏度。在具體應(yīng)用過程中，5G移動(dòng)通信技術(shù)可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息中的需要，有針對(duì)性的解決其中的問題，促進(jìn)各個(gè)行業(yè)信息化的發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的不斷興起，物聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備種類不斷增多，行業(yè)服務(wù)背景下，時(shí)代對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)信息傳遞提出了更高的要求，移動(dòng)通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)并不是互相獨(dú)立的兩個(gè)個(gè)體，而是相輔相成的關(guān)系，對(duì)打造通信工程中萬(wàn)物聯(lián)網(wǎng)具有重要的意義。目前我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)智能物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的打造力求萬(wàn)物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)泛在化。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，通信工程建設(shè)在國(guó)家的支持下不斷創(chuàng)新與完善，新形勢(shì)下5G移動(dòng)通信技術(shù)成功出鞘，以其自身的優(yōu)勢(shì)改變未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)，涉及社會(huì)生活中的各個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用于未來(lái)的通信工程中，切實(shí)提升通信質(zhì)量，縮短通信時(shí)間，提高通信效率。本文在通信工程相關(guān)理論基礎(chǔ)上，運(yùn)用理論與實(shí)際相結(jié)合的方法，對(duì)現(xiàn)階段5G發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)單的了解，明確5G移動(dòng)通信技術(shù)在通信工程中未來(lái)發(fā)展方向，從工程建設(shè)、智能通信、物聯(lián)網(wǎng)等角度出發(fā)探究5G通信技術(shù)發(fā)揮的最大效能，助力通信工程的創(chuàng)新發(fā)展。

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作者：陳耀林 單位：五邑大學(xué)