張豪誠，丁一波

（華信咨詢設(shè)計研究院有限公司，杭州 310014）

1 5G 移動通信技術(shù)簡介

5G，全稱第五代移動電話行動通信標準，也稱第五代移動通信技術(shù)，在此之前，全球移動通訊技術(shù)經(jīng)歷了從2G 到3G 再到4G 的階段變化，在經(jīng)過數(shù)年的研發(fā)之后5G 應(yīng)運而生。5G 通訊技術(shù)與4G 通訊技術(shù)的最本質(zhì)的區(qū)別就是5G 的網(wǎng)絡(luò)會讓用戶始終處于線上狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)的使用已經(jīng)不再局限在手機上，一切智能設(shè)備例如智能手表、健身腕帶、智能家庭設(shè)備等都可以聯(lián)通5G 網(wǎng)絡(luò)，極大地擴充了用戶設(shè)備的數(shù)量，將網(wǎng)絡(luò)便利提供給更多需要的設(shè)備和儀器中。

5G 網(wǎng)絡(luò)具有以下幾個主要的性能指標：一是數(shù)據(jù)傳輸速率不低于1Gbps 每秒，在此速度下，下載一部8k 畫質(zhì)的電影只需要幾秒鐘時間，超高的下行速度為人們生活、辦公和娛樂提供了便利；二是通信容量極高，每平方公里內(nèi)的連接數(shù)可以大于一百萬個，從而為萬物互聯(lián)提供了技術(shù)支持；三是延遲響應(yīng)時間極短，4G 網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)延遲時間約為50毫秒，而5G 網(wǎng)絡(luò)的延遲時間將低于1毫秒，從而為無人駕駛、自動化工廠等需要保證高精度的項目提供了網(wǎng)絡(luò)安全保障；四是可支持500km/h 以上的移動速度，從而保證信號的穩(wěn)定傳輸。

2 5G 移動通信技術(shù)的特點

2.1 超高的利用率

5G 通信技術(shù)從很大程度來說是對前幾代技術(shù)缺陷的改進和功能的提高，在開始研究第五代通訊技術(shù)之前，各不同組織的研究人員曾經(jīng)對傳統(tǒng)的通訊技術(shù)做過系統(tǒng)的研究和調(diào)查，在后續(xù)的研究和開發(fā)第五代移動通訊的過程中將利用率大大提升，作為其上市的亮點和特色更好的為人們服務(wù)。

第五代移動通訊技術(shù)在研發(fā)時通過將通信技術(shù)的安全性能和無線寬帶有線寬帶光纜技術(shù)之間進行科學有效的融合后得以提高了其利用率。傳統(tǒng)的通訊技術(shù)在安全性能和傳播速度方面多有限制，受地域信號和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管上的不利影響，通常容易導致信息被盜和網(wǎng)速慢等問題。在這一特點上第五代移動通信技術(shù)同樣做了改進，使其在安全性和傳播速度方面大幅改善，進一步提高了5G 技術(shù)的利用率。

2.2 較強的系統(tǒng)性

新的第五代通信技術(shù)在滿足消費者的基本需求的同時，還增強了整個通信系統(tǒng)的性能，也就是通信技術(shù)的系統(tǒng)性，在研究時加入了毫米波的使用，從而在信息傳輸上增加了傳播的通信容量，不僅滿足了人們越來越高標準的信息傳輸要求，同時還反映了其強大的系統(tǒng)性，給用戶的不同設(shè)備賦能，從而為用戶帶來更為豐富的使用感受。

2.3 較高的兼容性

在第四代移動通信技術(shù)投入使用的過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)大部分情況下網(wǎng)絡(luò)費用都比較高，并且4G 網(wǎng)絡(luò)智能兼容于大部分智能手機，對于其他的智能設(shè)備無能為力，這在本質(zhì)上就抑制了智能設(shè)備的智能性，第五代移動通信技術(shù)則對兼容性方面做了較大的改動，5G 網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面非常廣，打破了部分地區(qū)因為信號不佳而長期處于3G 狀態(tài)的尷尬局面，5G 還對網(wǎng)絡(luò)對于設(shè)備的兼容性做了改進，最大程度上滿足了除智能手機外的其他智能設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的需求，推動社會發(fā)展越來越先進。

3 5G 移動通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 大規(guī)模的NIMO 技術(shù)

這是5G 技術(shù)中的主要技術(shù)，也是使頻譜效率得以提升的關(guān)鍵技術(shù)之一，可以通過多天線技術(shù)的改革提高移動通信網(wǎng)絡(luò)的整體傳輸可靠性，增加信道容量，避免波寬太寬而產(chǎn)生的通信干擾，使基站可以實現(xiàn)多用戶的即時通訊。但目前該技術(shù)還存在構(gòu)件集成、降低能耗、資源分配、開發(fā)服務(wù)等問題。

3.2 高頻段傳輸技術(shù)

目前我國移動通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)頻譜在3GHz 以下，但隨著用戶數(shù)量的不斷增加以及使用頻率的上升，頻譜資源將會出現(xiàn)短缺現(xiàn)象。而高頻段傳輸技術(shù)可以使頻率范圍提升至28GHz，從而保證下載速率，因此5G 技術(shù)的未來發(fā)展趨勢是發(fā)展高頻段傳輸技術(shù)，通過數(shù)量足夠的天線以及設(shè)備環(huán)節(jié)我國目前頻譜資源短缺的現(xiàn)狀。但高頻段傳輸技術(shù)目前也會受到氣候等方面的影響，因此還需要進一步的技術(shù)加強。

3.3 全雙工技術(shù)

全雙工技術(shù)指的是在同一頻段進行雙向通信的技術(shù)手段。在目前的無線網(wǎng)絡(luò)通信中，發(fā)射信號原本就會對接收信號產(chǎn)生一定程度的干擾，因此雙向線路可以通過對頻率的識別對信號加以區(qū)分，而目前的同頻雙向通信技術(shù)尚不完善，對無線資源的浪費較為嚴重，因此通過研發(fā)全雙工技術(shù)，可以減少對無線資源的浪費，靈活地使用頻譜。

4 5G 移動通信技術(shù)的應(yīng)用

4.1 智能設(shè)備互相連接

在第五代移動通信設(shè)備開始投入使用之前，全球網(wǎng)絡(luò)還是第四代移動技術(shù)的天下，在4G 被廣泛使用的基礎(chǔ)上，家電行業(yè)以及隨身型的設(shè)備研發(fā)也在往智能化靠攏，人工智能的發(fā)展也在研發(fā)當中，但是受當時網(wǎng)絡(luò)的限制，智能化的普及并沒有很好的實踐效果。而現(xiàn)在5G 的出現(xiàn)則打破了這一局面，其傳播的信息量與先進的技術(shù)、近乎實時的傳輸速度將為設(shè)備的智能化、互聯(lián)化提供技術(shù)支撐，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下智能設(shè)備的相互連接打下基礎(chǔ)，未來的智慧城市建設(shè)，物物相連通過5G 通信技術(shù)將會得到進一步的發(fā)展和突破。

4.2 獲得移動設(shè)備體驗虛擬現(xiàn)實的可能性

傳統(tǒng)意義上來說，體驗虛擬現(xiàn)實需要通過在特定的場所使用特定的大型設(shè)備才能夠體驗，這種體驗過程有極大的不便性，也直接導致虛擬現(xiàn)實的體驗在目前并沒有得到廣泛普及。而5G 網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)使移動設(shè)備端體驗虛擬現(xiàn)實成為了可能，第五代移動通訊技術(shù)以穩(wěn)定的傳輸技術(shù)、高速的傳輸速度將實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實的多個設(shè)備連接到一起，一方面可以提高了網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)速度，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)用戶對于虛擬現(xiàn)實的體驗，使用戶足不出戶就可以在家中使用各種虛擬現(xiàn)實設(shè)備，極大地方便了人們的生活與娛樂。

4.3 生活云端化

目前，很多軟件都提出了云服務(wù)，這種云服務(wù)主要是在網(wǎng)絡(luò)終端建立一個平臺存儲用戶的個人信息和需要保存的資料，而第五代通信技術(shù)也將網(wǎng)絡(luò)云端化提上了日程。目前5G 的云端服務(wù)有兩種發(fā)展趨勢：從中心云發(fā)展成為邊緣云；從邊緣云發(fā)展到移動設(shè)備云。這兩種發(fā)展趨勢將使我們未來在生活、辦公等諸多場景中更加方便，網(wǎng)速的提升將使網(wǎng)絡(luò)云盤取代傳統(tǒng)硬盤，人們無需再隨身攜帶固態(tài)存儲設(shè)備，只需要在有網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下登錄自己的賬號，就可以實時上傳下載需要的資料、文件、視頻等內(nèi)容，從而方便我們的生活，擁有良好的娛樂和辦公體驗。

4.4 交互智能

現(xiàn)代化社會的高速發(fā)展對應(yīng)的是人們越來越高的生活需求，人們在日常生活中渴望解放雙手，期盼著世界的智能化進程發(fā)展越來越好，這是對智能家居以及各種無人化的智能設(shè)備提出的要求，基于傳統(tǒng)的第四代移動通信技術(shù)，這種需求并不能得到滿足，但是在第五代移動通信技術(shù)開始面市后，為智能化的普及提供了最基礎(chǔ)的技術(shù)支撐，在5G 得到普及以后，各種設(shè)備之間的交互聯(lián)系將成為可能，從而在智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧教育等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

5 結(jié)束語

隨著人民生產(chǎn)生活水平的不斷提高，人們對現(xiàn)有的移動通信技術(shù)也提出了更高的要求和期待?，F(xiàn)有的4G 通信技術(shù)不斷發(fā)展為人們的日常生活提供了多項便利，同時也為經(jīng)濟發(fā)展提供了技術(shù)支撐，但智能化時代的到來還要依托移動信息技術(shù)的不斷更新，只有5G 技術(shù)真正投入市場，得到廣泛應(yīng)用，我們才能實現(xiàn)萬物互聯(lián)、智慧城市等一系列愿景。未來移動通信技術(shù)的使用還將根據(jù)大眾的要求以及人們的適應(yīng)程度不斷改進，從而更好地為社會發(fā)展服務(wù)。