5G無線通信技術發展跟蹤應用分析

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摘要：本文通過對5g無線通信技術的概述，闡述了5G無線通信技術的應用現狀以及5G無線通信技術的未來應用趨勢，最后對新時期5G無線通信技術的應用進行了分析。

關鍵詞：5G無線通信技術；無線網絡；5G技術

當前，4G無線通信技術已經在全國推廣開來，其得到了廣泛的應用。就4G技術的便捷性而言，5G無線通信技術可能會對人們的生活方式造成翻天覆地的變化。當前的5G技術大多已逐漸成熟，其特點是數據傳輸速率高，成本降低并且支持眾多設備的連接。這些功能將滿足5G技術在各個領域的應用，并為某些行業提供幫助技術上的支持，進一步促進了社會發展。在不久的未來，人們將全面進入5G的時代。

15G無線通信技術概述

5G時代的到來奠定了數字信息化技術的基礎。5G無線通信技術的發展極大地提高了信息傳輸的速度和質量。5G無線網絡的最大傳輸速度高達10Gb/s，下載一個1080p高清電影僅僅需要幾秒鐘。此外，使用5G技術還不僅限于計算機和手機，還包括智能家居的方向。5G無線通信技術的原理是光速等于波長乘以頻率。過去的有線通信技術為了確保遠距離信息傳輸的速度和質量，需要進一步分析空氣中的影響因素。而5G無線通信技術的傳輸使用了超高頻的電磁波。由于波的頻率很高，因此傳輸速度快，所以5G無線通信技術的商業應用需要進一步的評估。但雖然高頻波長短，但是在傳播過程中容易發生故障，并被建筑物影響的概率也更大。因此，5G技術的應用應該增加5G基站的數量。5G技術的未來發展仍面臨許多人挑戰，許多問題也需要解決，但這不會阻止未來的5G技術開發。5G技術是無線通信技術的最新成果，它徹底吸取了過去幾代無線通信技術積累的經驗和優勢，并且過去存在主要缺點已經得到改正，因此將給用戶帶來更好的使用體驗。5G無線通信技術的優勢除了過去幾代技術的優勢外，還做到了與最新的智能化與自動化技術相融合。在5G時代，人們對于無線通信技術的期望將得到滿足，用戶的通信以及使用體驗將更加的人性化，有了更加有效的溝通效果，使人們的生活更輕松，生產力更高。無線通信技術的進步將使國家和社會受益匪淺。

25G無線通信技術的應用現狀

2.1國內應用現狀

5G物聯網數據傳輸系統由5G通訊模塊與5G云組網而成，提供各種設備的數據采集和通信服務。5G物聯網數據傳輸功能是將分散在場館內的終端上傳信息進行采集、傳輸、匯集、處理，通過運營商基站回傳至信息中心，經過分包處理后分發給相應的異地子客戶端，可在短時間內在全球獲取終端數據的信息，是一種基于5G通訊技術的新型實時數據收發系統。5G物聯網數據傳輸系統主要針對數據傳輸業務，解決傳感層數據接入問題，具有時延低、實時性高、傳輸速率高等主要特點，在環境保護監、地震監測預報、森林防護、海洋監測、大中型水情測報、氣象預報、油氣田、油氣管道網、農業、鐵路、公路、航運交通管理、地區間聯絡、野生動物保護等行業提供全球范圍內的數據通信服務。可廣泛應用于航空、海事、林業、地震、水利、環保、氣象的領域，提供全天時、全天候數據采集及通信服務，全面提高行業用戶信息化水平，極大滿足各類人群的個性化需求。目前，我國的5G技術研究團隊主要包括華為技術有限公司和中國移動通信集團，美國的高通集團和韓國的三星集團也有相關的技術研究。但是，中國在研究5G通信技術方面取得了比較好的成績，它們主要體現在以下技術中：

2.1.1高頻通信傳輸技術近年來，由于互聯網技術的興起，中國互聯網用戶呈現爆炸性增長。互聯網需求已有更大的需求。面對更多的用戶，對于信息數據傳輸的傳輸速度與質量也面臨更大的挑戰。當前的5G高頻通信技術可以有效解決波特率低的問題。這項技術也是廣大用戶對于5G技術最直觀的感覺。但是，這項技術的開發仍在進行中，該技術也仍存在缺點，比如有時數據傳輸不夠穩定，并且傳輸需要的消費成本過高等，這是當今5G高頻通信技術迫切需要解決的問題。

2.1.2密集網絡通信技術無線網絡是當前人們日常必須的技術，5G通信技術的集成也可以克服其發展中的許多問題。但是，5G無線通信技術的發展可以為無線網絡的后續發展克服許多障礙。例如，如果用戶位于某些人口稠密的住宅區，各用戶對于數據的傳輸要求各不相同，無線網絡必須根據實際情況執行適當的數據傳輸。密集網絡通信技術可以滿足此要求，它可以創建大量低功耗節點，因此熱點的數量和質量已得到明顯改善。這對于人口稠密的地區無線網絡的需求問題有很好的解決方案。但是，和高頻傳輸通信技術一樣，在現階段，該技術在仍存在一定的缺陷，即在應用過程中，網絡密度增加，也會造成數據傳輸干擾，這是該技術中一個更為突出的問題。

2.1.3D2D通信技術傳統的無線信號傳播應該在基站中間進行傳播，并限制在一定范圍內。D2D通信技術數據直接在終端之間分配，而不通過基站發送。這項技術有效地減輕了基站的負擔，并節省并改善了數據的傳輸時間，同時信息數據的傳輸效率將大大提高，基站和其他設施的建設成本也會降低。結合起來看，D2D通信技術將在未來成為流行的技術。

2.1.4新型多天線傳輸通信技術使用傳統的通信技術，將會面臨著很高的服務壓力和破壞性干擾。在很多的情況下，無線通信的質量也會受到很大影響，這是舊的無線技術面臨的最大問題之一。在新型的多天線傳輸通信技術取得重大突破之后，找到了解決這些問題的方法。首先，關于一些雜波對于通信信息的干擾，可以通過加強接收和發送信息的強度來加強信息的抗干擾能力。多輸入多輸出天線的開發可以解決許多問題，并進一步改善信息的傳輸提高網絡連接的連接速率。如果在用戶社區大量安裝具有改進的軌道天線技術的MIMO天線，就可以有效提高電話通信的質量和速度，但是這種發展存在局限性，隨著這種類型的下行鏈路基站，有望采用新的電信技術。換句話說，可以增加許多移動天線，最多八根。如今，許多新的通信技術正面臨著技術上的局限，但是，可以通過增強信號強度來解決此問題，系統的性能將大大提高，通信的效率也會提高。

2.2國外應用現狀

當前，國外越來越關注5G技術的使用和發展，呈現出與我國截然不同的特點。在國外，5G無線通信技術的使用具有清晰的點狀分布特點。意味著大多數外部通信事件仍使用4G通信技術，只有少數地區進行5G的發展，這在一些大城市更為普遍。在韓國，日本和美國，5G技術這一先進的通信技術在技術的研究中，與其他國家不同，這些發達國家往往呈現5G技術的面狀分布。通常情況下，不專注于將資源集中在一種或多種技術上，而是更加側重于整體優化，更新和應用程序技術。例如，韓國三大運營商SK，KT和LGU+同時在韓國部分地區推出了5G服務，并分別選拔了技術人員并分配了資金。根據當今自身的技術優勢尋求參與和進步。一方面，韓國本身通信需求有限，其運營商嘗試與對等方合作，以達到搶占國外市場的目的；另一方面，不同運營商的技術優勢不同。在融合發展的模式下，將以各種方式幫助推動5G技術的進步，這對國家通信技術和產業的發展具有積極影響。

35G無線通信技術的未來應用趨勢

從趨勢的角度看，新時代5G無線通信技術的發展主要強度三個方向，即抗干擾，高穩定性和高效率。抗干擾意味著在5G技術下，通信活動可以更有效地處理其他電磁信號。類似帶寬的信號，諧波和其他計劃外的磁場（例如金屬礦井）以提高信號的可讀性。目前，我國使用通信信號復用技術來進行信號的抗干擾處理，它采用了最為廣泛的操作用于將信號聚焦在不同的通信條件上，使得通信信號出出于更理想的頻道中，之后會進行降噪和凈化，效果是可以接受的，但是它不能從根本上解決干擾源的損壞。一些美國科學家提出了高頻通信模型，這樣，將頻率明顯高于常規頻段的信號用于信息傳輸，可以防止來自類似頻帶信號的干擾。但是，此模式要求大量的通信設備到終端進行轉換，因此需要非常昂貴的成本，仍然缺乏可行性。在5G無線通信技術的通信效率方面，不同國家的研究進展相對有限。現階段的5G技術還不能達到實驗室交流水平并且影響因素具有多樣性，這意味著要想嘗試充分利用5G技術，需要通過大范圍以及系統化的通信結構改進與轉換，但是這需要大量的資金投入。現階段，市場尚未完全形成，在這種情況下，幾乎所有的國家都未進行全面的貿易轉型[1]。對于5G無線通信技術的未來應用趨勢，5G電信技術的價值已逐漸得到認可。可以逐步使得用戶群體的數量擴大，但是在群組類別方面，仍然可以保持穩定。對于各個群體類別，個人用戶，公司協會和機關單位是5G無線通信技術的主要應用群體。其中，個人用戶較為分散，但是電信服務的總數很大并且分布在中國不同地區，商業協會對于5G無線通信技術的需求較為穩定，一些大型公司通常會優先考慮技術業務中的技術變革，而中小型企業并通常都會缺乏所需的大量信息，并且不斷變化的技術和使用往往是一大問題。政府機構對5G無線通信技術的使用有所差異。部分數據信息需要有大量的交互與處理，導致部分單位會嘗試改善技術，例如醫院[2]。

4新時期5G無線通信技術的應用分析

4.1數字貨幣上的5G技術應用

自比特幣問世以來，世界范圍內各種各樣的數字貨幣層出不窮。中國人民銀行行長周小川曾在2018年表示，中國計劃推出屬于自己的數字貨幣。因為5G技術數據傳輸安全性極高，并且傳輸速度極快，如果將5G技術應用于數字貨幣交易中，不但能使數字貨幣交換的效率增加數千倍，同時擴大了數字貨幣的交易范圍，最終數字貨幣的交易范圍將覆蓋全球，為人們數字貨幣交易的安全與隱私提供了保障，將貨幣流通成本和發行成本降低到零[3]。

4.2在云計算、大數據領域應用5G技術

統計數據表明，僅2018年，全球生成信息數據總量已經超過過去幾年數據量總和。因此，我們已經不如大數據時代。5G無線通信技術可以幫助人們在短時間內輸入、處理、傳輸和輸出數據，幫助人們在數據量繁多的環境下依然可以及時通信。此外，5G無線通信技術同樣適用于云計算。眾所周知，云計算需要在線上實現大量的數據計算，只有計算速度達到每秒十萬億次才能夠幫助人們順利計算。如果將5G無線通信技術應用到云計算中，則云計算的可靠性和穩定性將提升，同時防止了數據泄漏，進一步提高了云計算的速度[4]。

4.3在醫療領域應用5G技術

廣大的醫療工作者長期以來被我國醫療資源匱乏，醫療機構分布不均的情況所困擾著。如果在醫療領域應用5G無線通信技術，則通過5G極其迅速的傳輸速度可以及時的幫助患者于醫生在網上交流，全國各地醫院的年輕實習生也可以通過使用5G技術參與在線醫療保健并學習醫療經驗。前線的科研工作者也在致力于將工業智能，5G技術和物聯網結合起來，在全國范圍內構建醫療互聯網，達到24小時看病的效果，從而徹底解決我國“看病難”的問題[5]。

4.45G技術在安卓系統中的應用

安卓系統中，源代碼是開放可修改的。我們日常使用的手機、平板電腦等電子產品大多使用安卓系統。應用程序框架，系統核心層和應用程序，存儲時間和系統運行時間是安卓系統的4層分層體系。將5G技術應用到安卓系統中，可以在系統的核心層將硬盤與終端同步，大量節約了終端的系統內存，使得安卓手機的系統安全性得到了顯著提高。

5結束語

綜上所述，在新時代，5G無線通信技術的發展和應用具有非常廣闊的前景。5G技術的開發和應用對于眾多領域的發展具有非常重要的意義。目前，雖然我國一些地區已經實現了5G技術的初步使用，發展狀況較為良好，但是仍然具有一些技術上的缺陷。國外對5G技術的使用具有點綴特征，其發展依據不同城市分布而不同。對于5G無線通信技術的未來發展趨勢，5G無線通信技術的發展將更加關注干擾，高穩定性和高效率。在未來，我國需要急切解決5G技術的一些缺陷，盡早實現5G技術的全面推廣，為我國通信行業發展做出貢獻。

參考文獻

[1]宣澤.自動化技術在機械設計制造中的應用[J].內燃機與配件,2019(23):200-201.

[2]郭琪,胡廣強.新時期5G無線通信技術發展跟蹤與應用分析[J].信息記錄材料,2020,21(05):166-167.

[3]常玲.對機械自動化核心技術優勢及其制造應用模式的探析[J].計算機產品與流通,2018(11):120.

[4]李維.新時期5G無線通信技術發展跟蹤與應用研究[J].通信電源技術,2020,37(01):175-176.

[5]薛丹,包宇,李亮,高鵬宣,劉凌宇.新時期5G無線通信技術發展跟蹤與應用分析[J].中國新通信,2019,21(22):8.

作者：劉菁昊 賈鳳閣 楊秋實 單位：北京機械工業自動化研究所有限公司