5G移动通信技术在通信工程中的应用分析

冯飞扬

摘 要：随着移动用户数量迅速增加，可实现频谱效率提升的5G移动通信技术成为研究热点。传统双工通信技术有时分与频分双工模式。TDD是同频率不同时隙进行信号发送接收，全双工通信可实现同时频信息传输，成为5G移动通信关键技术。5G移动通信技术研究与我国经济发展密切相关，5G技术是未来通信工程建设的核心技术，以其高效率获得巨大发展前景。文章阐述5G移动通信技术应用特点，介绍5G移动通信技术关键技术，重点探讨5G移动通信技术在通信工程中的应用。

关键词：5G移动通信技术;通信工程;应用

0 引言

随着移动数据流量的飞速增长，各类新业务不断拓展，以满足超高业务吞吐量的广泛应用需求为目标的5G移动通信技术成为研究热点。全双工通信技术可两倍提升频谱效率。随着有效自干扰消除技术的出现，全双工技术广泛应用。非正交多址接入技术允许多个用户在相同时频资源传输信息，NOMA技术能简化接入流程，满足5G网络低时延要求。5G技术成为通信工程建设的核心技术，能提高通信工程传输质量，为智能化通信提供有力的支撑。由于受多种因素影响，5G技术在通信工程中应用不理想。近年来国内科技拓展速度持续加快，世界发展迈向情报智能化，5G技术应用有效提高了信息数据传输速度。

1 5G移动通信技术简介

5G技术核心是声像模拟信号在手机中被数字化，优势是数据传输速率高，可满足虚拟现实等大数据量传输。5G技术立足于4G技术。5G技术网络时延小[1]。5G移动通信频谱集中于中高频段，其传播耗损逐渐增多，需借助波束聚合等核心技术支撑。5G移动通信技术需要灵活性较强的技术促进技术的应用。

近年来，5G成为通信业探讨的热点，5G发展驱动力使移动数据需求爆炸式增长，随着移动互联网的发展，2020年移动通信网络容量需求增长1 000倍[2]。当前移动通信网络发展难以承受网络能耗。移动通信频谱稀缺，难以实现频谱高效使用。必须智能高效利用网络资源提升网络容量，未来网络发展必须解决增强用户体验的问题。5G是數字蜂窝网络，供应商覆盖区域分为许多蜂窝小地理区域。声像模拟信号被数字化，蜂窝中5G无线设备与本地天线阵进行通信，收发器从公共频率池分配频道，本地天线通过高带宽光纤与电化网络连接。

5G移动通信频谱为3.3～39 GHz，传播损耗大，需采用关键技术支撑。移动设备供应商协会发布报告显示，已有17个国家发布5G商用牌照，5G技术拥有广阔发展前景。5G技术采用毫米波频率较宽，通过波束聚合等技术能提高天线的增益。当前5G技术研发遇到多方面难题，如推广应用耗费巨大经济成本，标准频谱传播损耗为3.4～38 GHz。5G移动通信发展应满足设计传输标准要求，运用较宽的毫米波。衍射等领域技术落后，导致5G技术网络覆盖面小[3]。5G技术能为用户提供优越的服务。应加强相关技术研究，凸显技术的优势。

2 5G通信技术关键技术

2.1  扩大网络容量，优化网络结构

加快5G技术可应用更多波段，5G技术传输速度为4G的100倍。对5G技术结构优化，能实现提速降费。5G技术的出现使移动网络更加完善高效。5G通信技术核心关键技术包括云计算技术、信号传输技术等。5G网络中需要提升网络容量，更好的终端用户体验是5G的演进方向。设备到设备的通信具有潜在的提升系统性能的前景，是5G网络中的关键技术[4]。

2.2  向网络多元化方向发展

5G网络向网络多元化方向发展。随着智能终端的普及，未来5G网络中增加低功率节点数量是保证支持1 000倍流量增长的核心技术，密集部署的网络拉近终端与节点间的距离，但使得网络拓扑复杂，5G网络必须解决干扰问题。5G网络中多个干扰源强度相近，密集地部署使得小区边界数量剧增，由于用户部署大量节点开闭具有突发性，小站中较少用户服务数到站时业务时空分布剧烈动态变化。传统移动通信网络中主要依靠人工方式完成网络部署，5G网络面临网络部署的挑战。由于网络存在无线接入技术，自组织网络智能化成为5G网络的关键技术。自组织网络技术解决关键问题包括网络维护阶段自优化，自配置可实现即插即用。自优化目的是减少业务工作量，方法是通过UE与eNB测量;自愈合是系统能自动检测问题，自规划的目的是动态进行网络规划，满足业务监测等方面需求。

M2M是物联网常见应用形式，在安全监测等领域实现商用。3GPP针对M2M制定一些标准，广义的M2M指机器对机器及移动网络与机器间的通信，狭义上指机器间的通信。交互式是M2M的典型特征。由于过去通信技术研发被各种原因局限，不能保证高频段运用率，5G技术研发提升了高频段运用率。当前5G技术研发注重用户与网点多元化连接。5G移动通信数据传播速度快，其发展离不开OFDM技术的支撑。多载波技术利用发送端作用调制滤波器组，使用全双工通信技术可提升频谱运用水平。

3 5G技术在通信工程中的应用

通信工程对社会各领域产生很大的影响。随着信息技术的发展，5G技术特征满足了人们对高质量通信网络要求，5G技术应用于通信工程具有重要意义。通信工程中5G技术应用包括智能通信与通信工程建设方面等。5G技术在通信工程中应用有利于提高用户满意度，满足网络智能化要求。

3.1  提高用户服务质量

5G技术应用于通信工程建设中，能提高用户服务质量。无线通信网络建设要以基站为中心，各终端要通过基站通信转接。建设5G网络时可采用端到端技术，传统通信工程建设由运营商进行网络组建[5]。将5G技术用于通信工程建设中，能降低运营商成本投入，提高通信工程的通信效率。5G技术具有明显优点，5G技术智能通信大范围应用可提升网络传输速度。5G网络下云计算技术大范围应用为“互联网+”的有效使用营造了有利的通信基础。

3.2  通信工程智能化

智能化是5G技术的显著特征，应用于通信工程要促使通信工程向智能化方向发展。当前智能通信成为通信工程建设的新要求，应用5G技术能提高网络信息的传输效率。无线接入网成为未来通信工程中多个承载本地网络的集群，每个承载本地网络能完成多类设备接入，充分发挥终端能力，形成集计算通信等一体化的智能化信息网络。采用5G计算能实现通信网络超强连接，利用5G通信优势能为VR技术应用提供支持。汽车自动驾驶采用5G技术通信，下载速度达1.25 Gb/s，保证数据得到可靠传输。

3.3  推动物联网技术发展

在信息技术持续发展下，许多设施可借助移动通信技术连接为整体，为人们的生活工作带来方便。如4G技术能用智能手机控制家电，但由于4G技术核心技术无法应用复杂的多元化连接，技术运用处于拓展初期。5G技术覆盖领域广阔，为物联技术运用带来多个层面的可能。5G通信技术在物联网中的运用包括支持重要任务的实时互连，提高移动通信效率。如自动化生产中广泛应用5G技术。5G技术可以扩展物联网连接区域，降低通信系统组建成本。未来5G技术发展趋势为用户日益增多，各国加大对5G技术的研究力度。

4 5G技术的发展

为满足人们超高流量密度需求，5G网络向运营更加智能的目标发展。5G网络将提供超高接入速率，满足超高连接密度的要求。5G网络将提升智能感知能力，通过对地理位置等特性实时感知，实现数据驱动精细化网络功能部署。5G网络能提供按需定制服务。

未来移动互联网将通过使用新的无线传输技术，实现通信系统吞吐率提高25倍，针对面向移动通信互联网体系架构，业界提出通过修改互联网架构实现移动通信技术与互联网技术的无缝对接，将用户请求定向到距离用户最近的缓冲服务器节点，缓解Internet网络拥挤状况。5G愿景与需求提出5G需要达到的核心性能指标，流量密度等指标仅针对5G物理层，需要实际部署数量众多的智能终端才能测试性能优劣。

通过仿真实验测试系统性能指标，验证5G架构具有优秀的移动性能，5G网络与4G网络相比，能够给提供用户体验满足用户需求。5G网络层需达到用户体验速率为                 0.1～1 GB/s。设节点处于移动速度为500 km/h高速列车上，测试5G架构满足5G网络低时延的技术要求，5G架构用户体验速率满足5G网络要求，5G架构具有很好的移动性能，具有优秀的通信性能表现。端到端传输延时与数据经过路由跳数有关，5G架构满足5G网络要求的传输延时指标，也满足5G标准对用户体验的指标。

5   结语

移动互联网是移动通信发展的主要驱动力，热点高容量，低时延高可靠是5G主要技术场景。随着信息技术的飞速发展，通信工程建设要不断创新才能满足用户的需求。5G技术是智能化通信技术，用于通信工程建设能提高信息传输质量。通信行业技术人员要认识到5G技术发展方向，不断加大技术研究力度，充分发挥5G技术的优越性能，促进通信工程的发展。未来移动通信网络技术呈现纵横交错的趋势，本文未将研究主题进行系统化分析，研究存在有待深入发掘的内容。面向5G技术研究是未来移动互联网的新型通信解决方案，有诸多问题亟待解决，未来无线网络有关技术研究中，相关平台开发是值得关注的领域。发射机定位为调度决策提供新的研究方向。

[参考文献]

[1]王鹏，阎浩澜.5G移动通信技术在通信工程中的应用研究[J].信息与电脑（理论版），2020（23）：197-199.

[2]兰成良.通信工程中5G移动通信技术和软交换技术研究[J].中国新通信，2020（20）：13-14.

[3]谢李明.5G移动通信技术及项目管理在工程建设中的应用[J].中国新技术新产品，2020（19）：25-26.

[4]马永平.5G移动通信技术和软交换技术在通信工程中的应用[J].现代工业经济和信息化，2020（8）：97-98.

[5]苏利强.5G移动通信技术及项目管理在其工程建设中的应用分析[J].通讯世界，2020（7）：32-33.

（編辑 何 琳）