5G无线通信技术的应用前景分析

张培培

（西安交通工程学院，陕西 西安 710300）

5G无线通信技术的应用前景分析

张培培

（西安交通工程学院，陕西 西安 710300）

经历过2G追赶，也经历过3G突破，社会正处在4G同台竞技的高峰期，马上迎来新一代无所不在的移动信息网络—5G无线通线技术。随着我国ICT产业的进一步融合，我国已经进入到了现代化的网络信息时代，移动通信技术在各个方面影响着人们的生活。5G无线通信技术被认为是当前最具有应用前景的技术，可满足用户对移动网络技术的使用需要。文章就5G无线通信技术的优点、5G无线通信的关键技术以及5G无线通信技术的研究意义这几个方面一一进行了阐述。

5G无线通信技术；信息网络；高频传输技术

5G无线通信技术指的就是第五代移动网络通用技术，是一种以多种组成支撑起来的新型网络，其基础组成包括以用户为中心的云计算，NFV，SDN等，这样构成的网络技术包含更多强大的优点。现在我国相关部门对5G无线网络技术的发展高度重视，集中各方面的研究力量，有力地促进了中国第五代无线通信技术的研究发展，对5G网络4个方面的技术进行了详细的研究。

1 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。

2 5G无线通信的关键技术

目前，很多大型主流通信商家和研究机构，针对5G无线通信技术提出了各自的可行性方案设计和思路。在本小节内容中，对这些侧重点各不相同的无线通信技术的方案和新颖的思路进行了总结，对5G无线通信的关键技术从以下4个方面进行阐述，分别是多天线传输技术（Multiple Input Multiple Output，MIMO），高频传输技术，密集网络技术和新型网络架构。

2.1 多天线传输技术

作为提高频率利用率和传输可靠性的有效方式，大规模天线阵列和大规模MIMO等通信技术陆续被提出。大规模天线阵列技术可以深度挖掘空间维度资源，利用空分多址技术（Space Division Multiple Access，SDMA），来达到在同一时频资源上同时服务多个用户的目的；为承载更多的小区容量和担负更快的数据下载速率，对MIMO天线的许多功能进行了增强性改进。在未来的5G无线通信技术中为实现各大小区网络基站上Massive MIMO的部署，采用有源天线技术，这样就可以实现3D波束赋形，为了更大地提升系统的空间自由度，5G无线通信技术的天线设计模仿了军用相控阵雷达的思路，而3D波束成形技术可以提供更加细致化的空间区域粒度，提高许多用户的多天线传输技术的性能。现在的5G无线通信相关技术可以十分明显地增加网络系统的数据容量，这样就可以满足快速增长的用户数据业务需求，来满足更多的用户需求量。

2.2 高频传输技术

随着无线通信技术的快速发展，还有无线通信技术的应用越来越广泛，许多无线通信研究机构和无线通信部门所拥有的低频段频谱资源都快到了枯竭的地步，现在已经很难找到适合5G无线通信技术使用的新频段了。到目前为止，人们为了保证5G无线通信技术传输所需要的更大条件，已经将各个频段的频率发射器调整到了最好的工作频率上。因此，未来发展5G无线通信技术必须向高频率阶段方向扩展，特别是毫米波频段，这个频段范围拥有大量的频谱资源，而且有较大的连续带宽，可以很好地满足短距离高速率传输的需求。低频波的传输以直线为主，绕射能力比较差，当基站与用户之间的直线距离受到阻挡时，传输性能就会显著下降，而高频传输技术很好地解决了这个问题。此外，现阶段的高频段器件的技术还有一定难度，需要研究人员解决克服的难题还有很多，这也给高频段通信技术带来很大挑战。

2.3 密集网络技术

随着用户对网络数据的要求越来越高，网络技术也要不断更新提高。其中一种比较好的技术就是—应用更加密集化小区网络部署，这个技术是一种有效提升5G无线通信技术中网络总体性能的方法，但是要在现在的技术下应用好密集网络技术，有一个难点问题需要解决—就是解决干扰问题，提高无线网络通信信号的抗干扰能力，重点是对边缘用户的网络性能的提高。在这密集网络技术的支持下，在未来的5G无线通信网络将会成为“宏蜂窝+长期微蜂窝+临时微蜂窝”的网络架构。这种结构的形成就会降低用户端网络端口对于网络前期规划的依赖性，为了5G无线通信时代能实现更加灵活自适应的网络提供保障，这样就大大增强了5G无线通信的灵活性。应用了这门技术之后，一个问题随之出现，网络密集化技术的增加的同时，也会让网络容量和无线资源利用率的大幅度提升。这一关键技术的应用，会给5G无线通信的发展带来巨大的潜力。

2.4 新型网络架构

今后的5G无线通信网络既包含新的无线传输技术也包含现有各种无线接入技术的后续演进，如3G，4G以及无线网络、还包括最新的5G无线通信网络等形式，构成了一个无缝、异构程度大、融合性强的网络。因此，未来5G无线通信网络肯定会形成蜂窝数据流量和WiFi相互组成的新型网络架构，可以有效进行业务分流工作。随着移动通信的用户量的不断增长，网络基站承担的业务量和计算量的压力也越来越大，为了减轻网络总站压力，新型的网络拓扑架构就被提出来，并加以应用。

3 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。

4 结语

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。

[1]张亦苏，刘志坚.5G无线通信技术概念及相关应用[J].通信设计与应用，2016（2）：93.

[2]王景尧，白岩，孟祥娇，等.5G无线通信技术发展跟踪与分析[J].现代电信科技，2014（14）：1-4.

[3]周岩.5G无线通信技术发展研究[J].科技尚品，2016（6）：93，147.

Analysis of 5G wireless communication technology development

Zhang Peipei
（Xi’an Traffic Engineering Institute, Xi’an 710300, China）

We have experienced 2G era, also experienced the era of 3G communications, 4G communications is now at the peak of the times, and new 5G wireless communication technology, the new generation of ubiquitous mobile information network will soon arrive. With the further integration of China’s ICT industry, We have entered the era of modern network information, and mobile communication technology affects people’s life in all aspects. Now 5G wireless communication technology is considered to be the most promising application of the current technology which can meet the needs of network technology of users. In this paper, the advantages of 5G wireless communication technology, key technology of 5G wireless communication, research significance of 5G wireless communication technology are described.

5G wireless communication technology; information network; high frequency trasmission technology

张培培（1988— ），女，山东德州，硕士，助教；研究方向：通信与信息系统。