探析5G无线通信技术的应用

2021-11-21赵义飞

数字技术与应用 2021年7期

赵义飞

(中国移动通信集团内蒙古有限公司准格尔旗分公司,内蒙古鄂尔多斯 010300)

0 引言

5G无线通信系统技术不仅完全继承了之前4G通信技术的诸多优点,同时对其技术进行了不断的改进完善,通过先进多种技术的组合使用其中可以实现5G通信技术的不断完善性。该连接技术的成功出现不仅能够实现全球网络信息传播的较高可靠性和网络安全性,同时能够有效实现面向全球各个网络的链接,尤其针对是那些可能很难实现的无缝连接。

1 5G无线通信技术的概念

1.1 5G无线通信技术

5G无线通信工艺技术系统是我国无线通信技术网络核心技术的一次升级和重大改造,其中的各项艺术技能系统实现重大优化,不断为广大用户厂商提供优质便捷的通讯服务。与之前的4G相进行比较,5G级的无线通信系统技术不仅完全继承了这些通信技术的诸多优点,而且对一些先进的通信技术可以进行测试使用,实现这些技术的不断完善性,进行测试运行之后技术应该肯定会更具有一定的行业市场前景。在现阶段的5G通信技术中主要广泛使用的通信技术主要是无线纳米技术、隐私性和保密通信技术等,同时5G技术无线通信保密技术更加十分重视隐私性和网络安全性,不仅能够实现通信速度的大幅提升,而且大大降低了网络资源的大量消耗。5G的技术支持能够有效实现对用户个人隐私的有效保护和通过技术支持解决在用户传输信息过程中可能遇到的各种问题。

1.2 技术优势

(1)传输速率更快。5G通信技术目前是比较先进的一种移动通信电子技术,在出口传输速度上更快,从目前相关的技术实践和理论研究成果来看,该通信技术的主要优点之一是基本实现了移动通信电子技术产品出口和传输速度的大中小幅度同步提升。

(2)兼容性更好。该无线技术与之前的网络通信无线技术比较使其具有网络兼容性的两大优点,5G网络通信无线技术应用平台不仅支持多种新型网络无线通信应用技术的融合使用,同时还使其能够轻松实现无线接入网、LUETOOTH、WIFI等无线通信技术,实现无线服务网络功能的极大拓展,不断大大提升其网络兼容性。特别是在需要进行其他网络平台上的支付交易方面,5G币的技术支持能够让您实现网络支付更加安全[1]。

2 5G的应用场景与需求

目前,5G信息网络通讯技术还只处于应用开发和实验室初步商业化的阶段,距离真正实现对于技术变现和技术的商用应用还需要很长的研发周期,目前来讲,5G网络信息通讯技术已经逐渐成为ICT应用领域的全新技术热点和代名词。同时,我国在全球移动通信网络信息安全技术标准的制定,已经标准规范化研究等领域也迅速弥补了第一代的空白,并实现了第二代信息技术的快速跟随,第三代信息通讯技术的快速突破,以及几乎同步完成第四代快速技术革命的基本要求。与此同时,在现代信息技术的第五代快速发展过程中,我国也逐步取得了世界标准的主导和关键地位,实现了新技术的稳步发展。在3G和4G全球技术标准时代,全球技术标准之间的竞争激烈而复杂。在5G技术时代,全球技术标准之间的竞争不会突然开始,5G技术时代全球技术标准将通过加速竞争实现新的一个全球技术标准间的统一。

在高速的交通移动网络实体如:高铁、飞机等公共交通工具中,5G的网络配备具有非常好的高速移动性网络支持,为移动用户能够提供实时化的网络信息接入,邮件信息收发、娱乐等网络服务。“游牧式”的各种移动网络终端通信设备对它的移动网络性能虽然要求不高,但在保证网络运行可靠性以及网络弹性使用方面还是有很高的技术要求。目前,对于网络能量综合利用效率与网络能耗的高度重视提高程度越来越高,网络供应功能的管理执行不足也应该由于过度地注重消耗网络能量,5G的供应能能够支持更低网络功耗。

3 5G无线通信关键技术分析

目前,5G网络基础关键技术仍然还处于行业研究起步阶段,什么样的网络关键技术能有效满足未来几年5G网络需求,仍是一个未知数。本文结合5G时代发展的基本技术需求、发展趋势,从现代无线网络技术的角度,分析了5G时代发展中需要突破的几个关键技术。

3.1 空口技术

CDMA作为当前我国第三代移动通信的空口技术,随着我国信息网络技术逐渐连接到第五代的数字空口移动通信技术时,其技术的应用和发展也会逐渐变得更加繁荣。但随着技术的进步和信息技术的快速发展,当前我国信息技术应用对于在数字空口移动通信通讯技术,以及技术应用成果和应用条件的要求也更加灵活和多变,因此为了提高数字空口移动通信通讯技术的应用效果和应用质量,实现对于网络信息技术复杂性与信息多样性、自动化的应变能力也就相对变得更加重要和关键。按照相关技术的规定和规范,高速网络传输空口技术核定应用,必须同时具备能够满足超高清视频网络,以及相关的视频影音点播系统所要求的1G/s的网络高速传输带宽要求。除此之外,无人驾驶电动汽车系统更是要求网络传输的延迟水平必须小于1毫秒每分钟,每平方公里内能够使用的物联网以及智能网络传感器,必须能够满足几十万的高速网络连接用户数的多层次复杂的网络业务工作。

3.2 射束信号分割器

在当前的移动通信管理和工作监管系统中,由于有限的链路频率网络资源,以及同一时隙的网络资源被多方位甚至多层次的相互分割,并且需要能够为不同的网络用户同时提供服务,因此有限的网络频率与时隙资源必然决定了整个移动通信管理系统的网络容量。因此,如何更加稳定地增加用户的基站数量,以及增加不同移动基站的应用数据量将会是未来移动通讯网络基础设施的重要发展趋势之一。但是,由于不同系统频率和系统时隙之间的资源交换往往有限,这便意味着通讯系统必须不断发展出新的计算机技术和应用成果,但这种新型信息技术的优化与发展,并不能够直接通过频率和时隙之间的资源交换来实现的,这使得系统的容量能够不断地得到各种程度上的增加[3]。

3.3 移动云计算

尽管采用移动终端云计算技术能够大大幅度增强我国移动手机终端的数据计算处理能力并有效降低移动终端网络能耗,但是由于目前移动手机智能终端与移动云计算数据中心的端入口到终终端网络之间传输数据时延与终端带宽相比具有较大不稳定性,移动终端云计算的终端通信数据通道数和传输数据时延仍然无法得到保证。结合无线网络接口和入网网络技术的不同特点,提出了一种分布式连接移动与终端计算机的协同网络架构,保证了从移动端和云计算的端入口到终终端网络服务质量。未来5G的云网络中,多种异构的云网络将可能会相互并存,不同的云和移动网络设备将可以使用不同的无线网和接入网络技术应用来直接访问整个云。

4 5G无线通信技术的实际应用

4.1 5G无线通信关键技术应用

(1)MIMO技术。MIMO这种技术已经能够通过对无线发射功率的持续复用和其对通信功率宽带的持续复用而得以实现不断完善新的无线通信宽带网络的综合性能。在之前的各种MIMO通信技术中也都是频率单点对时频单点,技术在不断的得到提升,进而成功实现了时频单点对多点,在时频发射端和时频接收端之间安装一些时频天线,能够有效实现在不同时频网络资源下通信效益的得到最大化,不仅进而能够有效实现时频通信可靠度和性能的极大提升,而且实现通信管理系统的数据吞吐量也在不断的得到提升。现阶段,我国已经加强了对无线集中网络布设智能天线的技术研究推广力度,有的专家学者已经提出了一种融合智能云无线网络接口嵌入网络的技术,实现五MIMO天线系统的优化升级,该技术系统如果成功的话也就能够直接实现5G天线技术的不断优化升级[4]。

(2)D2D技术。该无线技术主要是5G线在无线通信系统技术领域中的一个关键技术,其主要的技术作用也就是为了实现对传统蜂窝通信系统技术进行及时的技术补充和并实现无线通信数据传输流量的快速增长。该传输技术还使其具有一定的技术优点,即对网络资源分配进行简略,减少了了外界对自身的直接干扰,另外,还使其能有效实现数据传输时的效率和使用成本的极大降低,。在如何进行该种网络技术的广泛使用中,需要特别关注的是重点技术问题,其实它是进行网络资源使用管理和网络通信的重要保障,同时也应该是如何实现该种种技术的广泛使用的重要关键[5]。

4.2 5G无线通信技术的具体应用

安卓软件系统操作是比较重要的操作技术,其以一个开放式的源代码和Linux作为理论基础和技术依托,该操作系统几乎是所有操作系统技术中的一种,主要广泛使用在智能平板笔记电脑和移动智能手机中。安卓操作系统主要软件使用的都是分层系统架构,按照功能高低级别可以将其分为四个基本层次,其分别为系统应用程序管理层、框架管理层、运行管理层和系统内核管理层等。在这种分层计算架构中,5G级和纳米级的核心技术主要用于使用在四个不同层次架构中的一个内核物理层,能够轻松实现在目前没有任何安卓层的基础之上同时实现云端文件和移动硬件的无缝驱动和与系统的无缝联合[6]。

使用5G的云技术不仅希望能够直接实现高速无线数据传输,同时还希望能通过实现云端对储存端和移动终端的数据同步进行软件数据驱动,进而不断扩大缩小对云储存终端数据的存储空间的减小,不仅如此,还希望能通过实现大大提升传统软件驱动装置的功能多样性和功能丰富性。此外,安卓操作系统中还具有自身的诸多优点,如数据开放性强的个殊特点,这种特殊情况的不断出现给用户数据的开放安全性使用带来一定的心理考验和技术挑战。使用5G量子通信加密技术系统中的量子纳米技术系统能够轻松实现对安卓通信的远程加密,使用基于量子通信密码的其他相关加密技术能够减少在安卓通信中可能出现密码错误的种种可能性,进而不断提升实现安卓系统的通信安全性[7]。