5G无线通信技术发展跟踪与分析
时间：2023-06-23 08:40:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
闫伟才
（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）
为了充分发挥5G无线通信技术的优势作用，就要强化技术研究水平，全面挖掘技术内容和技术运行关键点，从而将其应用规划作为核心，配合技术发展跟踪获取的信息内容，为移动通信发展奠定基础，实现经济效益和社会效益最优化。
1.1 内 涵
5G无线通信技术指第5代移动通信技术，在原有技术基础上进行了相应技术内容的改良和处理，之所以得到推广和应用，不仅是因为其较为显著的商业化应用价值，也是基于通信行业的全面发展。数据时代背景下，人们对移动数据的需求逐渐增大，现有的通信系统已经不能满足人们的实际需求。相较于4G无线通信技术，5G无线通信技术能配合纳米技术实现信息更加高速、高质量的传递，在优化信息传递实效性的同时，还能减少延时等情况，更好地保障用户的信息安全水平[1]。
1.2 特 点
（1）有效减少数据传输时间，利用低时延的处理方式，确保用户能在短时间内获取清晰度较高的视频或图像，维持可控化信息数据管理，并且提升信息交互的及时性，为用户体验的优化予以保障。（2）建立多用户服务模式，最大程度上提高技术的整体功能性，并且由于技术匹配基站数量等因素，能有效拓展技术的覆盖面，保证信息交互处理效果最优化。（3）兼容性较好，利用自动审核过程和过滤过程就能对信息进行集中的筛查和分析，减少冗余信息对系统信息评估产生的影响，也能减少电池的损耗，为移动终端电池设备延长寿命提供保障。
2.1 新型网络架构
新型网络架构在未来5G无线通信技术不断发展的进程中，将向着蜂窝、Wi-Fi相融合的新型网络架构方向发展（见图1），并进一步促进非授权频段业务分流等工作的开展和落实[2]。在5G无线通信技术运行模式中，为了更好地减少基站运行的压力，会配合设备到设备（Device-to-Device，D2D）网络技术模式，形成无须基站转换就能完成数据交互处理的结构，为服务质量的优化予以支持，最大程度上减少蜂窝网的运行压力，避免功耗问题造成的损失，并且优化应用控制速率。
图1 新型网络架构
需要注意的是，在网络应用模式支持下，5G无线通信系统和D2D融合过程还需要进行模型的启动与处理，进一步研究资源共享的规范和要求，减少系统资源调度的难度，保证资源控制处理工作都能顺利展开[3]。
2.2 关键技术发展
2.2.1 高频传输技术
在5G无线通信技术的推广过程中，为了维持技术应用的合理性和规范性，就要保证传输路径为高频段。目前，多数低频段资源无法满足5G无线通信技术运行的需求。在高频传输的过程中，配合稳定的射频器件就能满足信息交互需求，为此要具备较高要求的带宽，从而满足5G无线通信技术的运行标准。
2.2.2 超密集网络技术
在5G无线通信技术的发展进程中，为了满足数据业务增长需求的需要，要利用密集小区部署模式。利用更多功率节点引入模式，强化热点的同时消除盲点，有效提升网络覆盖率和系统容量，维持较为规范的应用运行空间。小区密度增加也会使得网络拓扑结构复杂度随之增大，这就会产生更加严重的干扰问题，此时要整合具体的技术内容和规范，确保干扰管理工作能顺利展开，优化抗干扰水平[4]。整合认知技术和干扰对齐技术等，维持良好的技术应用控制模式，确保密集网络通信技术模块中对应运行参数处理的规范效果，维持可控处理标准。
2.2.3 多天线传输技术
在5G无线通信技术体系搭建的过程中，要将大规模多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）技术模块作为关键，有效提升频谱的实时性利用效率，并维持统筹控制的规范性。正交频分复用 技 术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）模块能利用其自身抗多径衰落的能力有效提升技术运行管理中阵列的增益，配合实时性控制模块就能保证小区总频谱和边缘用户频谱控制的基本水平。
在长期演进（Long Term Evolution，LTE）、LTE-Advavced技术模式的基础上，实现MIMO的改进，打造更加可控的技术运行体系，满足小区容量和下载速率的增长需求，实现综合性能的优化管理。值得一提的是，随着计算机信息技术的不断发展，多元技术处理规范将更加灵活，5G无线通信技术也将进一步融合有源天线系统，借助有源天线系统就能更好地完成小区基站Massive MIMO部署（见图2）的处理，保证3D波束成形等工作都能顺利展开，提升系统容量管理效率，为业务需求的增长优化提供保障[5]。
图2 Massive MIMO部署
2.3 应用发展
2.3.1 移动设备
在较为普遍的安卓系统中应用5G无线通信技术将成为技术应用推广的关键，以便于维持对应的通信处理工作。
为了完成安卓系统新型应用模块的研发，就要保证开放源代码和Linux的处理工作有序开展。安卓系统主要分为程序框架层、应用程序层、系统内核层以及系统运行库层，为实现5G无线通信技术的有机融合，将纳米技术应用在内核层中，打造硬盘驱动和系统基础文件的实时性分离处理[6]。在应用过程中，5G无线通信技术高速运行，将硬盘驱动无缝隙地从云终端同步到信息中心，有效节约终端系统存储空间的同时，丰富终端系统硬件设备种类，确保系统安全系数得以提升，也为按照系统合理控制和可靠处理提供支持。
2.3.2 光场相机
近几年，光场相机的研究不断增加，其工作原理就是先进行拍照然后完成对焦处理。照片的抓拍过程无须关注照片是否模糊，只需要在相机焦距的允许范围内完成照相即可，然后在对焦后选取较为满意的照片，以便最大程度上提高照片的成像效果。但容量大也是光场相机的缺点之一，单张照片大小约为200 MB，有的照片甚至会达到500 MB，传统存储容量难以满足实际需求。而借助5G无线通信技术就能满足光场相机的实际应用标准，其存储空间较大且传输速率较高，可以减少照片容量大造成的影响，为光场技术的应用运行创设良好的平台[7]。
2.3.3 兼容应用
将5G无线通信技术与4G技术、Wi-Fi技术等进行融合处理，其自身的高兼容性就能有效减少技术融合的资本开发和维护费用，形成更加可控的运行管理平台，确保兼容处理效能最优化。
2.4 面临的挑战
一方面，5G无线通信技术将实现端到端ms量级的超低时延，并实现灵活化应用控制模式。为了满足其灵活化和低时延应用需求，光传送网需要提供承载带宽的灵活化调控模式，借助带宽调整或光层带宽调整等方式实现对应要求。随之而来的问题就是5G无线通信技术业务和带宽灵活调整环节如何实现无缝对接，只有在保证传输性能的基础上处理低时延问题才能真正发挥5G无线通信技术的优势作用，否则就会影响数据传输和信息交互的质量水平[8]。
另一方面，在光传输方案选择的过程中，要结合移动网络典型承载需求开展具体工作。传送网络不仅包括前传输网络、回传网络，还包括核心网传输网络。结合5G无线通信技术的发展愿景，无论是何种传输模式，光传输网的技术调整都具有一定难度。特别是5G无线通信技术支持下的网络结构整体还未明确划分端对端性能指标和无线网元前传功能分割等内容，5G无线通信技术支持的传输方案依旧面临很多的不确定性，要深度研究无限前传网元有线接口制式等内容。除此之外，围绕5G无线通信技术协调互通等工作还要进一步开展相应的研究。
随着5G无线通信技术的不断发展和进步，未来的5G无线通信技术支持模式下，用户数量将大幅增长，并且5G无线通信技术也将被应用在家居、汽车、生产线、无人机、高速铁路等领域，支持更多的场景应用[9]。
若是从技术本质层面分析，5G无线通信技术是在4G移动通信网络基础上建立的，旨在实现万物互联。据统计，截止到2021年，世界各地整体上能达到250亿左右的联网终端负载量。从网络化形势的整体发展趋势分析，未来的5G技术将融合物联网技术实现应用范围的进一步扩大，建立更加多元化的发展模式。
与此同时，5G无线通信技术也将作为多元技术发展的前提，其较为突出的适应性和灵活性能为不同类型终端应用控制提供保障，如微型传感器、移动热点、智能终端等。借助5G无线通信技术能实现小规模基站管理，配合因地制宜的多样化场景部署要求开展具体工作，减少运行成本和维护成本，满足综合效益的控制需求[10]。
5G无线通信技术的推广应用具有重要的时代价值，在通信技术全面发展的基础上，5G无线通信技术也将借助渐进式发展的优势更好地为人们通信提供服务，实现多元场景管理和信息交互控制目标，促进通信技术的可持续健康发展。
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