5G无线通信技术的应用前景分析

袁森林

广东海格怡创科技有限公司510627

摘要：本文综述了未来5G在无线网络方面的关键技术，并对5G的发展背景，应用场景，需求等做了具体分析。

关键词：5G前景；5G技术优点；应用及分析；意义

随着通信网络的日益发展及3G与4G技术的推广与应用，后4G时代的通信技术被命名为5G。5G通信技术作为概念性的技术在2001年由日本NTT公司提出，而我国5G概念则是于2012年8月在中国国际通信大会上被提出。目前，5G通信技术还没有统一的制式标准。前不久，报道称韩国三星公司已研发出5G通信技术，该技术被命名为NomadicLocalAreaWirelessAccess（简称NoLA）。手机在利用该技术后无线下载速度可以达到3.6G/s。

一、5G概述

5G作为新一代无线移动通信网络，主要用于满足2020年以后的移动通信需求。在高速发展的移动互联网和不断增长的物联网业务需求共同推动下，要求5G具备低成本、低能耗、安全可靠的特点，同时传输速率提升10到100倍，峰值传输速率达到10Gbit/s，端到端时延达到ms级，连接设备密度增加10到100倍，流量密度提升1000倍，频谱效率提升5到10倍，能够在500km/h的速度下保证用户体验［7-9］。5G将使信息通信突破时空限制，给用户带来极佳的交互体验;极大缩短人与物之间的距离，并快速地实现人与万物的互通互联。

（一）5G的应用场景

3G与4G主要聚焦于“移动宽带”这一应用场景，致力于给用户提供更高的系统容量以及更快的无线接入速率。预计到2020年，各种物联网应用将得到广泛普及，智能电网、智慧城市、移动医疗、车载娱乐、运动健身，未来5G网络支持虚拟现实、超清视频以及移动游戏等应用服务，这类移动交互式应用对无线接入带宽和通信延迟有很高的需求。在公共安全方面，如:紧急语音通话、无人机远程监测、入侵监测、急救人员跟踪等场景，5G通信系统需要具有“零延迟”、高可靠性的特点。

（二）用户终端对5G的需求

未来5G网络主要面向以终端用户为中心的通信服务，注重提供更好的用户体验。面向2020年及以后，超高清视频、增强现实、云存储、在线游戏等业务均要求5G网络提供比现有网络更高的无线接入宽带和“无感知”的时延。未来5G网络必须具备在自然灾害、战争、病疫等发生之前能够实时提供准确的应急通信服务。在高速的移动实体，如:高铁、飞机等交通工具中，5G网络必须要具有非常好的移动性支持，为用户提供实时网络接入，邮件收发、娱乐等服务。“游牧式”的移动终端设备对移动性能要求不高，但在网络可靠性以及弹性方面有很高的要求。目前，对于能量利用效率与能耗的重视程度越来越高，网络功能的执行不应该过度地消耗能量，5G应能支持更低功耗，成为更加绿色环保的移动通信网络。

二、5G无线通信技术的优点

5G无线通信技术现在正在被各种大运营商和产学研机构进行积极的研究，因为5G无线通信技术拥有极大优势特长之处。它主要有以下几大优点：数据传输速率快，频率利用率高，无线覆盖能力强，兼容性好，成本费用低，不受场地限制等等。

5G最大的优点就是数据传输速度快，相对于4G网络通信技术来说，5G无线通信技术的数据传输速度可以提高一个量级甚至更高。从2G，3G到4G，数据传输速度突飞猛进，但它们的传输速度还是要受到很多因素的影响，比如障碍物、空间环境、设备设施等条件的影响，之前几代的网络通信信号的穿透能力不强，一点障碍物的存在都会影响它们的数据传输速度，这样会使用户的体验感大打折扣；另外发射器的质量和周围的环境对信号的质量都有很大的影响。

目前兼容性问题是互联网技术发展的最大障碍，5G无线通信技术的兼容性要比之前几代网络技术的兼容性要更加的突出，其他因素的干扰性较小，同时也可以和其他网络技术同步使用。

无线通信技术解决了有线网络在场地、设备上受限的问题，5G无线通信技术在真正意义上解决了这些问题，5G无线通信的信号有强大的穿透力，对设备的要求低，加上兼容性强，信号的辐射范围大，并且不容易受其他干扰因素的影响。

三、5G的应用

随着目前电子制造业与软件业的快速发展，越来越多的革新产品层出不穷，此时通信行业不仅要提供优越的服务，更要提供高质量的通信网络环境。现代通信不但要满足日常的语音与短信业务，还要提供强大的数据业务。5G技术的发展可以给客户带来的最直的观感就是高速度、高兼容性。

（一）5G的高速度

根据目前4G中TD-LTE的官方统计数据来看，TD-LTE可以带来40Mbit/s的下载速度，这样的速度可以满足高清视频，高质量的音乐等大数据量传输的数据业务。而5G的下载速度可以达到3.6G/s，也就是28.8Gbit/s。就目前市面上的硬盘读写速度来说，普通的硬盘读写速度达到了100M/s，而所谓突破了读写瓶颈的固态硬盘的读写速度达到了250M/s。可以看出，5G的速度远远超过了硬盘的读写速度，这意味着，传统的储存设备将在5G网络中失去位置。我们可以做个大胆的假设，未来的移动终端是没有储存设备的，所有储存将通过“云技术”实现。同样，从新型的4k显像技术来看，未来的视频像素将达到超视网膜的显示程度，这必然将视频的数据大小提高到新的程度，所以对于在线视频观看的要求就要更高，3.6G/s的下载速度可以完全满足这样高清视频的在线应用。

（二）5G的高兼容性

5G作为未来通信发展的趋势，势必承担着统一通信行业的重任，根据5G技术的设计方向，将来的5G技术是一个可以囊括4G、3G、2G中所有通信协议以及Wi-Fi、NFC、BLUETOOTH等无线通信技术的全能通信平台。高兼容性的通信平台不但为运营商及设备商提供了更好的资源整合解决方案，大量地节约资本开支，更能大幅减少维护成本。

四、5G无线通信技术的研究意义

5G无线通信网络技术与之前的通信网络技术相比较，拥有了更多的新的优点，它不是将之前的2G，3G，4G无线通信网络的优点进行单纯的承袭，而是在很多方面上有了提升，新构建的5G无线通信网络技术的应用范围更广，应用更加灵活，这样的无线通信网络技术就拥有了更大的竞争力。5G无线通信网络技术在网络通信行业的建设方面，会起到非常大的作用，将会为人类提供更多便捷、优质的服务，并且，它覆盖的范围也将更加广泛，用户在体验和使用5G无线通信网络技术相关的应用的时候，会觉得更加智能化和人性化。无线通信技术的快速发展应用与全球化的发展的连接呈现无缝状态，让人们体会到更先进更智能的网络服务，这将是无线通信史上的一大革新，在不久之后人们就会使用到相关的技术。

处在5G无线通信快要到来的时间段里，必须抓紧对该技术的研究，完善技术方面的缺点，增强无线通信方面的技术实力和理论基础。5G无线通信技术的快速发展进步，是发展世界经济、促进全球经济一体化的助力之一。快速并同步更新信息，使得5G无线通信为医疗、军事、教育以及建筑等行业提供了更实时和完善的信息资源和便利，为在世界范围内建立一个完善的智能化移动网络体系提供了坚强的技术基础。

总结语

5G将是移动通信技术的一次革命性创新，它将满足人们对高质量生活的需求，实现无处不在的高速网络连接，是低能耗的、更安全的网络。为了应对未来信息社会高速进步的趋势，网络应具备智能化的自感知和自调整能力，并且高度的灵活性也将成为未来5G网络必不可少的特性之一。同时，绿色节能也将成为5G发展的重要方向，网络的功能不再以能源的消耗为代价，实现无线移动通信的可持续发展。

参考文献：

[1]5G无线通信技术的应用前景分析_张培培

[2]5G无线通信技术概念及相关应用_翟冠楠

[3]5G移动通信网络关键技术综述_赵国锋