5G移动通信的关键技术应用分析

林 兵，刘卫卫，刘彦鹏，李梓萌

（1.中国信息通信研究院，北京 100083；2.重庆信息通信研究院，重庆 401336；3.北京邮电大学世纪学院，北京 100876）

1 5G移动通信技术的主要特点

首先，相对于传统的4G移动通信技术来说，5G移动通信技术对于用户自身体验的重视程度比较高，这也使其对于网络的平均吞吐速度等参数提出了更高的要求，必须要重点关注移动通信技术的适用性。其次，5G移动通信技术主要就是在体系架构方面实现突破，与以往的通信技术进行对比，主要的不同之处就在于4G通信技术更加注重物理层传输以及信道编码等技术，而5G移动通信技术在此基础上还增添了多天线、多用户协同组网等技术的研究力度，同时4G移动通信技术过于注重移动通信的整体覆盖面积，在室内通信方面所进行的研究则存在着较为显著的缺陷。为了更好地满足人们目前室内通信的基本需求，就要加大对于市内通信技术发展的重视程度。最后，通信技术中更加注重高频段频谱资源的应用，这是由于高频段的无线电波存在着穿透力不足等多种缺点，这也使得5G移动通信技术对于穿透力强技术方案的重视程度不断提升。除此之外，通过5G移动通信技术的应用还可以大幅度降低整体运营成本，通过各类先进技术手段的应用，根据网络流量的具体使用情况来对网络资源进行科学合理的调节以及分配，在不影响用户自身使用体验的基础上逐步降低整体运营成本[1]。

2 5G移动通信技术具备的优势

在目前的社会发展进程中，4G技术已经基本上实现了全面普及，5G通信技术还处在商用阶段，独立组网技术并没有完全成熟，但可以确定的是，5G移动通信技术属于现阶段发展进程中较为先进的一种移动通信技术。5G技术主要就是在4G的基础上进一步实现低延迟，促进连接密度以及接入速率的稳步提升。同时，5G移动通信技术还有着更加优异的流量密度以及移动性，这些优势都能够为用户带来更加优异的服务体验，确保用户对于移动通信网络的满意程度能够稳步提升。

2.1 数据信息传播速度快

随着时代的高速发展，人们的日常生活节奏也越来越快，这也使得社会各界对于数据信息传输速率方面提出了更高的要求，为了更好地保证数据信息的传输质量不受影响，就要尽量缩短信息的传播时间。通过5G技术的应用就可以在根本上提高整体网络的利用率，以此来稳步提高用户获取数据信息的效率，确保在信息获取方面能够有效降低时间消耗。除此之外，通过5G移动通信技术的应用还可以对原本的数据信息渠道进行拓展，提升各类资源的利用效率，在不断降低传输成本的同时确保传输效率与传输质量的稳步提升。

2.2 应用范围较广

在目前的科技发展进程中，大部分国家对于移动通信技术的研究力度都在不断提升，这样做的主要目的就在于能够在更短的时间内更好地研究5G技术。目前5G技术的主要发展目标就在于更好地实现万物互联，缩短人与人之间的距离，进一步突破时间以及空间方面存在的限制。然而为了在真正意义上实现万物互联，就应当将各类终端设备作为基础，以此来拓展5G移动通信技术的应用范围，同时目前的5G移动通信技术也涉及到了不同的应用领域，如交通领域、家居领域以及医疗领域等，与人们的日常生活之间有着十分紧密的联系，由此可以看出，5G移动通信技术的诞生能够更好地提高人们的生活质量以及生活效率。

2.3 安全性能较为优异

5G移动通信技术相对于4G来说有着更高的数据信息容量以及感知性能，也正是由于数据容量比较高，能够更好地满足大数据时代对于移动通信技术所提出的基本需求，在其中更好地储存那些有价值的数据信息，并为这部分数据信息提供更加优异的保存控件，这样就能够大幅度降低数据信息丢失等问题的发生概率。同时，5G移动通信技术所具备的感知性能也能够对密码技术与报警系统进行完善优化，这对于大数据技术以及智能化技术的应用与发展起到了良好的促进作用。由此可以看出，目前的5G移动通信技术在安保领域以及数据信息储存方面具有十分重要的作用[2]。

3 5G移动通信的关键技术及应用

3.1 5G移动通信的关键技术

3.1.1 高频传输技术

站在网络通信的角度上来看，频谱资源在其中相对有限，这就需要高效利用各类频谱资源，而在前几代移动通信技术的发展进程中，其中所采用的主要为各类低频的频谱资料，这也使得低频资源进入到了即将枯竭的状态，而为了更好地提升整体通信质量，就必须要对高频资源展开更加深入的挖掘与利用。因此，为了促进5G移动通信技术的稳定发展，就应当在高频段中准确找寻出符合实际发展情况的频率。由于高频段资源还没有得到应用，这也使其能够有效满足5G移动通信技术的基本需求。而在低频波的传输过程中，其所采用的主要为直线传输方式，这种传输方式不仅穿透力较低，而且如果中高端与基站之间存在着较多的障碍物，就会大幅度降低传输效率以及传输质量。高频波传输方式与低频波完全不同，能够有效解决这方面问题，直接实现无障碍的传播，也能够在完成数据信息传输工作的同时促进传输效率的稳步提升。

3.1.2 多天线传输技术

在5G移动通信技术的应用过程中，其内部蕴含着较高的传输速率以及传输可行性，这就需要加大对于大规模天线阵列以及多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）相关通信技术的重视程度。通过大规模天线阵列可以有效提高空间维度资源的整体利用率，通过空分多址技术能够在同一个时频资源中对多个客户终端提供服务。同时，为了进一步实现对于多个小区容量以及数据信息的传输效率，就要针对MIMO技术展开完善优化，通过各类有源天线技术的应用来完成3D波束赋形，而5G移动通信技术为了获取到更高的空间自由度，就要采用一些较为特殊的路径，利用多天线传输技术就可以在保证数据信息传输质量不受影响的同时，稳步提升传输效率以及资源的利用率，在逐步降低信息传输成本的同时促进移动通信技术经济效益的提高。除此之外，多天线传输技术还能确保5G技术可以更好地满足时代发展对于数据信息传输方面的基本需求[3]。

3.1.3 新型的网络架构

现阶段的5G移动通信技术主要就是在前几代移动通信技术的基础上进行完善优化，做出一种全新的网络架构，内部融合了多种通信技术，具有无缝衔接、异构程度较高以及融合性极强等特点。也就是说，5G通信技术能够构建出一种由WiFi以及蜂窝数据流量组成的全新网络架构，以此来满足用户量方面的基本需求。

3.2 5G移动通信关键技术的应用

3.2.1 远程医疗方面的应用

目前的5G通信技术可以有效应用在医疗领域中，进一步实现远程医疗。近年来的发展进程中，我国的医疗领域呈现出一种持续发展的状态，这也与通信技术之间有着极其紧密的联系。同时，5G通信技术能够帮助医生更好地进行远程监控，这是由于具备着较高的数据信息传输效率，能够确保传输视频以及图片的清晰程度稳步提升，医生可以根据传输的画面来展开远程会诊，促进治疗效率以及治疗质量的稳步提升，确保病人可以在短时间内受到更好的治疗，不会错过最佳的救治时间。除此之外，通过5G技术的应用也能够同时与多个用户终端之间进行连接，在实现多方会诊的同时突破空间方面产生的约束，在短时间内有效实现急性会诊。

3.2.2 自动驾驶方面的应用

在当前的社会环境中，所有国家对于自动驾驶的研究力度都在逐步提升。5G移动通信技术对于自动驾驶技术的实现起到了更好的帮助作用，不仅可以帮助车辆来自动判断各类障碍物、红绿灯，从而实现自动拐弯，同时也能够稳步提高自动驾驶的安全性，在优化车联网系统的同时，大幅度降低时间消耗。

3.2.3 智能家居方面的应用

近年来出现了许多种智能家居，用户完全可以通过手机来实现对于家具的远程控制。例如，即便用户处在外界，也可以利用手机来直接打开家中的空调，这对于提高人们的生活质量也起到了良好的促进作用，使得家具与手机之间可以变为两个通信终端，利用移动通信技术来进行稳定连接。而在5G移动通信技术应用的基础上，其能够为万物互联起到良好的促进作用，在完善智能家居的基础上更好地促进人们生活质量的稳步提升，强化用户的生活舒适感[4]。

3.2.4 视频会议方面的应用

在目前现代化技术高速发展的背景下，人们的日常生活节奏正在不断加快，大多数企业每天都需要召开视频会议，但需要固定在某一个地点召开会议。然而采用视频会议的方式就能够有效突破时间以及空间的限制，在突破距离限制的同时保证能够实现高效的沟通交流，从根本上提高画面的传输效率与清晰程度，逐步提高视频会议的可靠性，降低画面失真问题的发生概率。除此之外，5G技术所具备的低延迟特征也可以保证视频会议可以顺利开展，在最大程度上避免产生卡顿等严重问题。

3.3 5G移动通信技术的发展趋势

5G移动通信技术的高速发展与应用也为人们日常生活质量的提升带来了极大的便利，而在未来的发展进程中，5G移动通信技术的发展必须要进一步实现与信息化系统之间的完美结合，在这一阶段中，还要对5G移动通信技术未来的主要发展方向进行适当的调整优化。同时，为了确保信息化系统能够有效发挥出自身的实际作用，就必须要更好地实现与其他工作系统之间的高效信息交流，使得信息化系统对于数据信息传输安全性以及稳定性方面提出了更高的要求。而相对于4G移动通信技术来说，5G移动通信技术就可以进一步提供出峰值为10 Gb/s的网络数据信息传输速率，但由于相关技术所带来的限制，当前在商用领域中所采用的5G移动通信技术仅仅只能够实现1 Gb/s的数据信息传输速率，这也使得提升5G移动通信技术的数据信息传输效率以及传输质量成为了未来的发展方向。除此之外，5G移动通信技术的安全性以及信号稳定性的发展也受到了社会各界的重点关注，这就需要加大对于信号基站建设的重视程度，采用现有的技术手段来更好地促进5G移动通信技术的顺利发展，这也是其未来的主要发展方向[5]。

4 结 论

在现阶段的社会发展进程中，移动通信技术呈现出一种十分迅速的发展状态，而我国自主研发的5G技术已经进入到了人们的视野中，尽管其中的部分关键技术并没有得到成熟发展，但对于我国移动通信技术的发展来说仍旧属于较大的进步。因此，必须要在根本上提高对于5G无线通信技术的重视程度，在有效实现万物互联的同时，通过5G技术的应用来稳步提升各类资源的利用率，在降低成本消耗的基础上促进移动通信技术经济效益以及社会效益的稳步提升。