5G移动通信技术发展与应用趋势分析

刘倩

辽宁邮电规划设计院有限公司 天津市 300000

摘要：近年来随着我国经济社会的快速发展和科技水平的不断提升，无线网络通信技术在历史机遇条件下得到了飞速发展，给人们的日常工作、学习和生活方式及国家政治、经济、社会方面的发展等带来了翻天覆地的巨大变化。而为适应未来社会海量移动数据爆炸式增长的实际发展需求，不断加快移动通信网络技术新领域的创新性研究，第五代移动通信网络技术应运而生。在此背景下，对5G网络技术研究现状及未来发展趋势进行探讨，能为本国5G网络发展技术借鉴他国先进发展经验提供重要支撑，更能为保障我国信息安全作出应有的贡献。

关键词：5G移动通信技术；应用；发展趋势

1移动通信网络的新需求

众所周知，任何一代移动通信网络系统都是在原有技术系统的基础上，针对特定的业务需求或用户需求而形成的新一代移动通信网络系统。近年来物联网技术、社交网络、移动互联网技术等快速普及与发展，直接颠覆了传统移动通信模式，对社交网络、云计算、云平台、车联网等重要网络移动通信系统发展提出了新需求。在此背景下，第五代移动网络通信系统主要致力于人类居住、工作、休闲甚至交通等各种场所的覆盖性研究。针对超高流量密度、超高连接数据密度、超低延时和超高移动性等特征进行分类研究，可进一步分为连续广域覆盖场景、低功率大消耗连接场景、低时延高可靠性场景和热点高容量场景等四大通信场景。

2.移动通信技术的现状及发展

移动通信技术主要经历了四个历史时期。第一阶段是上个世纪八十年，民用通信技术产生了手机，但是这种“大砖头”式手机不并便于携带，所以普及率也较低。到了九十年代中期第二代通信技术发展了起来，但是在通信技术上并没有大的突破，仅在移动终端上有了些许进步。时间来到了二十一世纪，3G移动同系网络开始普及，完成了技术性的创新与变革，使得手机终端有了“移动”的通信的雏形在信息传递方面也更加迅速。2013年12月4日，工业和信息化部向中国移动、中国电信、中国联通发放TD-LTE牌照，此举标志着我国电信产业正式进入了4G时代。2015年2月27日，工业和信息化部向中国电信、中国联通两家企业发放LTEFDD牌照，两家企业FDD网络开始正式商用联通定制的4G终端均支持FDD和TDD网络之间的自动切换。4G通信时代，智能手机的概念也逐步被大家所接受，具有更快的网络传播速度，同时网络的频率也更宽泛。2010年以后我国着力研发5G通信技术，并取得了阶段性的成果，这也是我国实现科技强国的重要战略方向，5G具有着前几代通信技术不可比拟的传输能力和通讯效果，是为了移动通讯技术的主要发展趋势。2019年6月6日，工信部正式向运营商发放了5G商用牌照。中国移动、中国联通、中国电信和中国广播电视网络有限公司获牌，这标志着我国正式进入5G商用元年。

3.5G移动通信技术分析

相较于已经普遍运用的4G技术，5G技术在各个性能参数上都有着明显的领先优势。5G技术的网络延迟相较于4G技术有着明显的降低，这使得通过5G网络传输的数据速度有了大大的提升，这种传输方式可以在短时间内传输大量的数据。在当前5G技术不断快速发展的背景下，已经可以将网络延时的时间控制在1ms以内。5G通信技术还能够保障数据传输过程中的稳定性，这能够使得5G技术能够快速在全球范围内得到运用，所以5G通信技术有着频率更高的传输效率，这将能够有效提高无线信号的传输效率。当前天线矩阵出现了多样化，这使得终端用户在连接5G网络的时候，能够在不同的基站之间保持同步连接，在同步连接5G基站的时候，也能够使得5G的优势得以发挥，这也是当前5G技术得到快速发展的主要原因之一。

3.1自组网技术

在5G网络大范围建设的背景下，投入的运维成本将占据建设成本的70%，给技术应用推广带来严重限制。采用自组网技术实现5G网络部署，能够使资源成本得到有效控制，减少因人为失误带来的错误，促使5G网络得到较好建设。应用自组网技术对5G网络组织结构进行优化，能够使复杂网络节点布设问题得到解决，使超密集网络得到有效处理，达到提高系统自配效率的目标，能够使系统给邻区带来的不良影响得到降低。在移动通信业务开展期间，需要结合用户对网络设置进行调整，以便使通信质量得到提高。采用自组网技术进行双链接优化目标的选择，在相同硬件平台中融合软基站，能够使网络架构得到合理调整。采用超密集异构网络技术，能够实现业务准确分流，使站点距离得到缩短，在提高用户量的同时实现网络高质量部署。针对异构组网复杂度过高的问题，运用自组织网技术可以实现自我优化，在满足客户需要的同时，降低网络运营成本。

3.2多天线技术

5G网络建设除了考虑效率、资源使用、传输质量等问题，还要保证网络能够安全、稳定运行。采用多天线技术增加通信天线数量，可以获得较高的空间分辨率，在提高数据传输质量的同时，使系统运行始终维持稳定。如在LTE系统中，采用常规技术只能配备4根天线完成通信信号收发，但是采用多天线技术可以配备8根天线，因此能够为稳定通信的实现提供保障。设计多天线系统，基站能够配置数百根的天线，使不同用户的通信需求同时得到满足。采用布设列阵方式统一完成系统天线配置，能够使空间资源得到节约，满足5G通信基站灵活部署需求。现阶段，5G技术的2D形式多天线正向着3D形式发展，在应用有源技术增设天线过程中应确保天线数量不超出128根，以免出现干扰问题。加强对波束范围的控制，能够使信号干扰程度得到降低，达到提升设备基站功率的目标。

3.3高频段传输技术

现代社会里，随着智能手机的普及，信息传输也受到了高度关注，如果通信网络传输速度不快，就会影响到用户的体验。就当前的通信网络而言，其系统的频波段低于3GHZ，而随着时代的进步与发展，该频率已经无法满足人们的通信需要，迫切需要改通信传输速率。而5G技术的出现较好地迎合了用户的需要。5G网络中采用的是高频段传输技术，这种技术可以将波束赋技术的优势充分发挥出来，提升网络传输速率。同时，在5G网络中，如果出现数据不畅通的情况，则可在特定区域设置多根天线来解决，保障数据传输顺畅。

3.4全双工通信技术

所谓全双工通信技术就是通信的双方可以同时发送和接受信息的信息交互方式，是在微处理器与外围设备之间采用发送线和接收线各自独立的方法。在以往的通信中，接收方需要时间等待发送方的信息，同时，信息在传输过程中会受到各种因素的影响，使得信息无法及时传输到接收方。5G网络中应用了全双工通信技术，在该技术的支持下，频谱技术变得更加灵活，通信双方可以在同一频道和地点实现双向通信，从而提高无限资源的利用效率。虽然全双工通信技术可以实现通信双方的双向通信，但是该技术对自身干扰抵消能力较差，在未来的5G网络技术研究中还需进一步改进和完善。

3.6移动5G通信技术平台包含的信道建模技术

5G技术在快速发展的过程中，信道建模技术也得到了广泛的运用，这是由于信道建模技术能够对无线技术的综合性能进行全面评估。信道建模技术对当前无线网络环境质量高低进行综合评估，通过对分析出来的各类数据判断无线环境的特征，从而可以根据信道建模技术判断出来的无线环境来确定信号传播的方式。5G技术在快速发展的过程中，对于信道建模技术的要求也越来越高。4G通信基础下，接收端往往始终处在移动的状态下，这使得信道建模技术的信号传输方式往往是确定的。所以4G网络通信下的信道建模技术往往存在着单向移动的特点，这种单向移动的特点无法在5G通信技术要求下发挥作用。由于信道本身也有着较强的空间连续性，同时4G通信技术有着一定的局限性，这使得信号建模的支链也会在实际的信号传输的过程中展现出直观的特点，使得信号在传输范围内独立，所以在实际的信号传输过程中，往往不会出现影响。传统信道建模技术与D2D空间性存在着一定的矛盾，所以5G技术的快速发展，需要对信道建模技术中的移动性进行双向研究，实现信号的空间连续性，确保5G技术得到快速的发展。

5G终端业务发展方向

5G终端业务是顺应现代人类的需求的时代产物。所以在接下来的发展过程中，5G终端业务发展将会继续遵循以下几个方向：首先，人性化服务必定是5G终端业务发展趋势之一，毕竟，现阶段无论是智能手机还是智能家电市场领域的竞争都趋向于白热化发展，相关的企业若想在激烈的市场竞争中立于不败之地，就必须立足于长远的、可持续发展战略，提供更加人性化的5G终端业务，这是保证相关企业核心竞争力的重要举措，同时也是实现5G终端业务长远发展的具体保障。其次，与先进信息技术的融合发展是5G终端业务发展的第2项趋势。第5代移动通信技术的创新和发展为我国的物联网全面覆盖提供技术支撑，也是我国的互联网技术面临着全新的挑战和机遇。速率高、时延低的技术优势促使5G终端业务的未来发展趋势有所变化，因而其必须在未来发展中与信息技术相结合，实现协同发展。最后，5G终端业务的第3个发展方向是应用范围的广泛化。随着第5代移动通信技术的普及，更多的新生代产品将会进入人们的日常生产和生活。所以，5G终端业务的应用领域会更加广阔，而人们通过5G终端业务所获得的现代化服务也会更加全面。

结束语

综上所述，5G终端业务发展的打造符合现代人类的生产生活需求，符合互联网和物联网建设的发展趋势。所以，相关企业和部门要密切关注5G终端业务发展走势，不断迎接技术挑战和创新挑战，推动5G终端业务的持续优化。

参考文献

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