关于5G无线通信技术的发展跟踪与分析

2021-01-13史杰波

数字通信世界 2021年2期

史杰波

（杭州兴达通信有限公司，浙江杭州 311400）

1 5G无线通信技术的概念及特点

第五代通信技术是通信技术最新发展前言，其属于最新一代的通信技术，是4G技术和3G技术的升级和延伸。通过对第五代通信技术的应用，可以进一步提升通信速率、减少通信延迟、节省通信能源消耗、降低通信成本，对提升通信系统容量，可以发挥非常大的作用。Release-15是初级5G技术的应用代表，并已经成功完成了部署，取得了非常不错的应用效果。Realse-16已经完成研发，目前正处于应用测试阶段，预计到2020年4月可以初步完成技术的研发。由于第五代通信技术应用的特殊性，对其通信速率有着非常高的要求，其通信速度应该达到20Gb/s，可以直接实现宽信道通信和大容量MIMO。

5G通信技术是在2G、3G、4G通信技术上发展其阿里的，属于蜂窝网络通信技术的一种。在该通信技术实际应用的过程中，其可以按照供应商的覆盖区域，被划分为多个小的地理区域。各种声音和图像信息可以直接在手机中被数字化，并由模数转换器转换为比特流信号来进行传输。在实际进行通信的过程中，所有5G通信设备可以通过射频天线与本地蜂窝当中的自动收发器来进行通信。在本地通信的过程中，可以直接使用宽带光纤或者无线回程连接与互联网进行连接。于当前的无线通信技术一样，如果用户需要从一个蜂窝移动到另外的蜂窝，就需要将他们的移动设备自动切换到新的蜂窝天线当中。

5G通信技术的应用特点。5G通信技术在实际使用的过程中，具有如下的一些特点：

（1）通过对5G通信技术的应用，可以进一步提升客户的体验，数据的传输时间也可以得到大大缩短，用户可以在更短时间之内获取更加高清的视频和图像。

（2）通过5G技术的应用，可以进一步提升通信技术的整体功能，通信覆盖面积也可以得到进一步扩大。

5G通信技术在实际应用过程中，其最为突出的一个应用优势是其通信速率相对比较高，可以超过10Gbit/s，比互联网通信速率更快一些，是4GLTE蜂窝网络通信速率的100倍。此外，该网络通信技术的另外一有点是网络延迟会少，甚至低于1毫秒，是当前4G通信延迟的几十分之一。该网络技术在实际应用的过程中，不仅可以为手机提供各种服务，还可以为家庭和办公网络提供服务，提升无线通信的市场竞争力。在过去蜂窝技术实际应用的过程中，经常只是给手机提供了交底的网络通信速率。经常一个手机发射塔难以给用户提供足够的网络通信服务能力，还需要有线网络的配合。

2 5G技术中的关键技术

高频传输技术。在5G技术实际使用的过程中，各种通信是在高频段完成的，如果使用低频段进行通信，无法满足5G通信高速率的要求。5G无线通信技术使用高频传输，在这个过程中需要使用射频器件，对带宽要求相对比较高，这样才能充分保证通信的稳定性和快速性。在对5G通信技术研究的过程中，需要认真做好高频传输资源的开发和应用，从而将其传输速率高的特点充分发挥出来。高频传输技术并不是一项非常简单的技术，其技术开发难度相对比较高，信号的频段越高，信号在传输过程中的阻碍也就越大。这主要是因为，在高频信号传输的过程中，空气对电磁波的吸收会更多一些，为了保证通信传输速度，需要采用直射的方式进行传播。如果信号在传输过程中受到了阻挡，信号损耗就会相对比较大。

LASA技术。在无线通信技术不断得到推广应用的今天，通信频谱资源越来越紧张，对时代的发展已经构成了比较大的阻碍。这就需要在未来通信技术的发展过程中，不断提升频率利用率，将频谱资源充分挖掘处理，这是当前时代发展对通信技术人员的要求。为了给5G技术的普遍应用奠定一个更好的基础，相关技术研究机构专门提出了LASA技术的概念。该技术实际上是一种大规模阵列，其服务对象会更加宽泛，可以真正实现空分多址。通过该技术的应用，可以进一步提升对边缘频谱的利用程度，将频谱的通信作用充分发挥出来。当前在通信产业应用的无线传输技术，还有很多的应用局限性，技术改进空间依然比较大，其在排列方式上还仅限于水平方向。随着天线数量的增加，天线尺寸也会进一步增大，这对天线的安装提出了更高的要求。在对5G通信技术实际应用的过程中，应该进一步加强对多天线传输技术的应用，可以直接采用LASA技术来实现对天线的垂直方向排列，避免通信天线在工作过程中出现严重的干扰现象，否则就会对信息传输效率造成非常直接的影响。

全频接入技术。通过对5G移动通信技术的应用，可以实现与低频的混合组网，避免由于人数过多造成网络通信拥挤现象的发生。在过去的移动通信系统中，移动通信频段会集中在3GHz之内，在使用全频谱接入技术之后，高频毫米频率可以提升到27.3GHz，在更大程度上提升了网络通信的速率。此外，在高频传输段使用的微波元器件尺寸也会更小一些，系统的规模可以得到有效的缩小，能够有效满足5G通信对传输速度的要求，在该技术的支持之下，可以实现对信号的远距离传输。

D2D技术。相对于4G无线通信技术，通过对5G通信技术的应用，可以将3G、4G网络有效融合起来，形成更加多样化的网络形式，提供给用户更多的选择空间。例如，用户在实际进行通信的过程中，可以同时使用WLAN和蜂窝这两种架构，这可以通过5G通信技术的应用就可以实现，让信息在传输的过程中，形成有效的分流。然而，如果采用这种网络通信架构，对基站建设提出了更高的要求，给通信基站建设提出了更高的要求。为了进一步提升5G通信的稳定性，解决基站建设中出现的问题，可以尝试使用D2D技术。在该技术实际使用的过程中，可以有效降低对基站的依赖，数据通信变得更加知己。但D2D技术在终端应用的过程中，需要认真做好通信模式的选择，根据网络互换要求，来进行针对性的选择。

分发技术。通过该技术的应用，可以在更大程度上提升5G网络的应用感受。随着世界的不断发展，人们对开展视频、图像业务的需求不断增加。为了保证5G技术的实际应用效果，就需要对这些业务的服务质量，引起足够的重视。为了保证网络通信传输质量，可以直接使用分发技术。内容分发技术是建立在传统网络通信技术之上的，其可以通过采用添加虚拟网络的形式，来进一步丰富网络层次。保证在5G通信技术的实际使用过程中，能够提供更加高品质的视频、音频和图像业务服务水平。

3 5G无线通信技术的实际应用

3.1 应用到光场相机当中

在该相机得到5G技术的加持之后，各种光学信息的获取会变得更加容易，可以有效识别并弥补构图上的各种缺陷，对照片的储存能力也会变得更强。

3.2 运用到安卓系统当中

当前，移动端的用户数量要比客户端用户数量多很多，人们在一部手机上就可以完成各种功能，如在手机上完成移动支付、办公和娱乐。通过将5G技术应用到安卓移动通信端之后，可以给用户带来更好的体验。在使用5G技术之后，用户可以直接使用安卓手机来开展数据传输和下载业务，各种数据下载更加快速，并可以在很大程度上提升通信的安全性。

3.3 兼容性

在5G技术的应用过程中，由于其将4G、3G、2G技术有效融合在了其中，这可以进一步提升对技术的使用体验。

4 5G无线通信技术的发展跟踪

5G通信技术有着非常好的发展前景，目前已经到了实际应用阶段，应用效果也非常不错。在不远的将来，该技术一定会得到更进一步的普及，并最终同4G一样，未来一定可以实现全面的商业化。该技术在未来肯定会被逐渐应用到各种领域当中，能够与各种设备进行更加方便的连接，如家用电器、工业设备等。人们接受信息的速度会得到进一步的提升，数据的共享也会变得更加容易和方便，网络通信安全性也可以得到保证。在未来的研究过程中，会进一步挖掘5G通信技术对高频资源的利用，进一步提升对频率资源的利用率，避免在信号传输过程中出现过多的损耗。在5G技术得到更加全面应用之前，应该认真做好5G技术方案的设计工作，从信息存储量、信息传输速度等各个方面来综合进行分析和改进，这对提升5G技术应用效果是非常有益的，给人们的生活创造出一个更加理想的环境，5G网络通信的覆盖范围也会进一步增加，给信息化社会的创建，奠定一个更好的基础。