5G技术应用的现状与发展趋势

罗保坤 张宇

摘  要：随着信息技术的不断发展，移动通信技术已渗透到社会生产以及人们的生活的各个环节。与此同时，移动终端设备的数量也在快速增长。随着生活水平的不断提升，在生产和生活中对环境监测、远程医疗等数据智能服务的需求也在快速增长，移动通信以及即将普及的5G技术对社会发展起到了直接的促进作用。文章通过对移动通信及5G技术的梳理，回顾了移动通信技术的发展历程，并对其发展趋势进行了展望。

关键词：移动通信技术;5G;发展趋势

中图分类号：TN929.5      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）13-0053-03

Abstract：With the continuous development of information technology，mobile communication technology has penetrated into every link of social production and peoples life. At the same time，the number of mobile terminal devices is also growing rapidly. With the continuous improvement of living standards，the demand for intelligent data services such as environmental monitoring and telemedicine in production and life is also growing rapidly. Mobile communication and the upcoming 5G technology have played a direct role in promoting social development. This paper reviews the development process of mobile communication technology by combing mobile communication and 5G technology，and looks forward to its development trend.

Keywords：mobile communication technology;5G;development trend

0  引  言

随着信息技术的不断发展和移动终端设备数量的快速增长，计算机网络虚拟传输技术也正在经历快速发展。与此同时，我国移动通信技术也取得了长足的进步，移动通信系统经过不断优化正逐渐趋于完善。以5G技术为代表的智能化移动通信系统也随着技术进步实现了跨越式发展。笔者单位为辽宁邮电规划设计院有限公司，承担数据通信、移动通信、电信业务支撑系统、光纤及微波传输等领域的勘察设计与技术咨询，其多项业务与移动通信及5G技术高度相关。因此，本研究与笔者的实际工作联系密切，对5G技术在通信企业中的应用有着重要的理论与实践意义。

1  5G技术及其特征

1.1  5G技术概况

5G或5G技术均为第五代移动通信技术的简称。移动通信及5G技术与传统的信息通信技术存在着本质的差异。随着信息传输方式逐渐多样化的趋势，通信技术先后经历了网络传输以及信号数字传输阶段。移动通信技术正是在这两种技术的基础上，通过对信号传输路径的逐步完善发展起来的[1]。移动通信技术的快速发展使得数据传输能力得到了极大的提升，同时也使得现代信息技术的体系更加完善。我国移动通信技术从2G开始，分别经历了3G和4G时代，目前5G技术已进入商用阶段，并即将大范围普及。

1.2  移动通信及5G的技术特征

移动通信技术是科技进步的产物，因而在科技发展的不同阶段具有不同特点。移动通信技术的特点主要包括：（1）数字化。移动通信的主要传输模式是数字传输，这与传统的模拟信号传输模式具有本质的区别。移动通信技术的网络也是建立在数字传输的基础上，因此移动通信技术具有显著的数字化特征。（2）稳定性。移动通信运用了信號的双向传输方式，使得数字信号在传输过程中具备较强的抗干扰能力。而数字信号在传输过程中使用了修复和保护技术，使移动通信具备了较强的稳定性。（3）准确性与完整性。移动通信中的信息传输过程不再采用单一模式，雷达技术被广泛运用于信息系统建设中。与此同时，通信网络建设也较以往更加完善，很大程度保证了数据传输的准确性与完整性。

5G移动通信技术的目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。5G技术的应用方向主要包括：（1）物联网。5G系统将以物联网为特征，提供持续的服务，实现可持续盈利的商业模式[2]。（2）虚拟化。5G网络需要虚拟化的能力，使每个网络切片可以适应不同任务、不同工作环境。（3）高效利用资源。5G系统将根据客户的业务需求进行管理，确保通信场景中的性能和用户体验，高效利用网络资源。

2  5G技术应用现状

2.1  全球5G发展现状

从全球范围内来看，许多国家和地区正在积极推进5G技术的商用。运营商目前推出的5G业务以增强移动宽带类为主。

2018年9月，美国推出“5G加速发展计划”，从基础设施建设、网络监管等方面为5G技术加速发展和全面商用铺平道路。2019年4月9日，AT&T公司宣布将其5G网络覆盖进一步扩展至总共19个城市。

2019年4月，韩国政府宣布将进一步推进韩国5G战略，构建5G生态圈。与此同时，韩国多家运营商相继推出或扩展5G商用服务。

2020年，日本多家运营商继续深入5G相关技术的应用研发。日本总务省等机构针对远程医疗、车联网、智能生产、应急救灾等领域的5G商用进行了技术攻关与重点研发。

2019年4月，瑞士电信在“5G商用发布会”上推出基于3.5 GHz频段的5G商用服务，其业务目前已覆盖50个城市及其周边乡村地区。

2.2  我国5G发展现状

我国工信部、发改委等部门联合成立的IMT-2020（5G）推进组，于2017年底出台了中国5G中频规划方案。2018年11月，首个5G连续覆盖试验区在重庆市建设完成，在试验区内同时发布的多个5G商用项目，包括远程驾驶、无人机、虚拟现实等。2019年6月，工信部对中国电信、中国移动、中国联通、中国广电四家运营商颁发了5G商用牌照，标志着我国正式进入5G商用时代。

根据中国信息通信研究院发布的数据，2020年5月，我国5G手机出货量占比大幅度上升，国内市场5G手机出货量1 564.3万部，占同期手机总出货量的46.3%。2020年

1—5月，国内市场5G手机累计出货量4 608.4万部，在国内市场手机累计出货量的占比达37.0%，如图1所示。

2020年1—5月，国内市场5G手机上市新机型累计81款，在国内市场所有上市手机新机型中占比为47.9%，如图2所示。

3  5G技术应用发展趋势

随着5G的快速发展与商用，数据传输渠道也在不断拓展。移动通信技术的发展趋势是：更快的传输速度、更好的稳定性、更强的抗干扰能力。

3.1  移动数据的传输速率大幅增加

5G时代，移动通信数据的传输速率将大幅提升。5G通过使用最先进的蜂窝移动通信技术，使移动通信峰值结构得到进一步的完善和拓展[3]。在连续广域覆盖和高移动性下，用户体验速率达到100 Mbit/s。与此同时，5G通信在数据传输时，峰值的稳定性也将比4G通信大幅提升，数据信号传输中对网络资源的消耗进一步下降。

3.2  数据传输的稳定性增强

移动通信技术中蜂窝数据技术已趋于完善，5G技术正应用于自动驾驶、远程医疗等场景。在未来，如果能够将蜂窝数据传输结构与更加先进的数据传输结构相结合，就可以有效提升移动通信技术资源传输的综合稳定性[4]。（1）蜂窝数据传输结构将会向密集型数据传输方向发展。由于4G移动通信技术中的蜂窝数据传输结构不够紧密，一旦数据传输强度超过4G传输标准，就会对网络传输性能产生严重影响。如果能够在同一数据传输区域同时设置多个数据接收装置，就能进一步提升蜂窝数据在信息接收和传输过程中的信号强度以及稳定性，这将是移动通信技术未来的发展趋势。（2）应用新型数据传输架构，让蜂窝数据传输具备更强的灵活性。在移动通信技术的发展中出现了新型蜂窝数据传输架构，例如利用数据网络传输云平台，完善蜂窝数据传输结构的优化路径，这也为移动通信技术提供了新的发展思路和方向。

3.3  数据移动传输安全性提升

随着用户对于隐私保护需求的增加，数据传输的安全性是移动通信技术发展必须解决的问题。4G技术在数据传输的过程中，仅能保障接收端的信号强度，一旦数据在接收过程中被截获，将引起数据丢失。5G技术通过解决用户非法定位的威胁，确保了用户数据传输过程的安全性，提升了移动通信网络抵御外部攻击的能力[5]。未来移动通信技术的发展将填补4G移动通信技术中的漏洞，建立完善的通信信息数据模拟保护系统。该保护系统可以在出现信号受干扰或者被盗取时，模拟通信信号实现对外部干扰信号的分辨率干扰，以保证移动通信数据的安全性。同时，未来移动通信的客户端在数据信息接收的过程中也将实现数据信号的自动保护功能。

随着5G的商用和全面普及，5G技术正逐步运用于车联网与自动驾驶、远程外科手术、智能电网等领域，移动通信技术已经成为人们生产生活中不可或缺的部分。为了让移动通信技术在各个领域得到更加广泛的应用，未来可能还需要将移动通信设备的装机数据资源与无线网络传输的智能化衔接，即当移动终端进入无线网络覆盖区域时，设备自动实现数据传输信号的切换。同时逐步实现以太网信号与移动通信信号的衔接，对移动用户识别码实施规范化管理。随着科学技术的不断发展，移动通信技术取得了巨大的进步。为满足用户个性化的需求，移动通信的数据传输结构、数据接收模式等正向着智能化、个性化方向发展。

4  结  論

总之，移动通信与5G技术正在改变人类沟通和交流的方式，快速发展的网络技术也推动着通信产业的变革。5G目前正取代4G，成为主流的移动通信技术，并在物联网、虚拟化和高效利用资源等领域发挥着不可替代的作用。5G技术将改变原有的蜂窝数据传输结构，大幅提升移动通信的传输速度、稳定性和安全性。在不久的将来，5G无线技术将通过安全、高速、稳定的无线网络把所有各类终端、应用、服务连接到一起，使人类进入万物移动互联的时代。

参考文献：

[1] 杜滢，朱浩，杨红梅，等.5G移动通信技术标准综述 [J].电信科学，2018，34（8）：2-9.

[2] 王毅，陈启鑫，张宁，等.5G通信与泛在电力物联网的融合：应用分析与研究展望 [J].电网技术，2019，43（5）：1575-1585.

[3] 尤肖虎，张川，谈晓思，等.基于AI的5G技术——研究方向与范例 [J].中国科学：信息科学，2018，48（12）：1589-1602.

[4] 冯登国，徐静，兰晓.5G移动通信网络安全研究 [J].软件学报，2018，29（6）：1813-1825.

[5] 杨凌，高楠.5G移动通信关键技术及应用趋势 [J].电信技术，2017（5）：30+33.

作者简介：罗保坤（1980.06—），男，汉族，河北沧州人，工程师，项目经理，硕士，研究方向：移动通信工程;张宇（1981. 11—），男，汉族，山东蓬莱人，高级设计员，学士学位，研究方向：移动通信工程。