5G無線通信技術(shù)的概念及其應(yīng)用探究獲獎科研報告

5G無線通信技術(shù)的概念及其應(yīng)用探究獲獎科研報告摘要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人們生活水平逐漸提高。我國的4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正逐漸發(fā)展為5G技術(shù)。與4G相比，這種全新的通信技術(shù)能提高網(wǎng)速和網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，使我國真正進(jìn)入到全新、高度融合和智能化的無線網(wǎng)絡(luò)時代。隨著5G的推廣，中國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迎來了全新階段。本文就5G無線通信技術(shù)的概念及其應(yīng)用展開探討。

關(guān)鍵詞：5G;無線通信;關(guān)鍵技術(shù)

引言

相較于前幾代無線通信技術(shù)2G、3G、4G技術(shù)，5G無線通信技術(shù)不僅保留了應(yīng)有的優(yōu)點，還在此基礎(chǔ)上做出提升，進(jìn)行了完善，應(yīng)用當(dāng)下較為火熱的相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)5G技術(shù)。5G技術(shù)的實現(xiàn)，讓無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸更加安全穩(wěn)定，并且其范圍已經(jīng)覆蓋全球，特別在無縫連接方面。不僅是對于前幾代通信技術(shù)的優(yōu)點的繼承，5G通信技術(shù)還擁有獨特的技術(shù)優(yōu)勢，即強(qiáng)大的兼容性，這讓其在使用的領(lǐng)域方面更加廣泛。探究5G通信技術(shù)的概念和其技術(shù)優(yōu)勢，并對其應(yīng)用進(jìn)行探究，是當(dāng)下無線通信技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。只有這樣，才能進(jìn)一步提高相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用。

1概述

1.15G無線通信技術(shù)的概述

目前，4G技術(shù)下載速度最高達(dá)到MB/s級別，而5G無線通信技術(shù)可將速度可提高到1GB/s以上，即當(dāng)下載一個1GB的文件時，只需要花費不到1s的時間，這是5G無線通信技術(shù)相對于4G通信技術(shù)的優(yōu)勢之一。鑒于目前中國的發(fā)展情況，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的核心目的是應(yīng)用現(xiàn)代化的無線通信技術(shù)逐步增強(qiáng)中國移動互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量。5G無線通信技術(shù)并不是一個單一的無線接入技術(shù)，也不是幾個全新的無線接入技術(shù)，而是多種新型無線接入技術(shù)和現(xiàn)有無線接入技術(shù)（4G后的演進(jìn)技術(shù)）集成后的解決方案總稱。從某種程度上講，5G是一個真正意義上的融合網(wǎng)絡(luò)。5G無線通信技術(shù)并不會完全替代4G、WiFi，而是將4G、WiFi等網(wǎng)絡(luò)融入其中，為用戶帶來更豐富的體驗。通過將4G、WiFi等整合進(jìn)5G中，用戶不用關(guān)心自己所處的網(wǎng)絡(luò)，不用再通過手動連接到WiFi網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)會自動根據(jù)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量情況連接體驗最佳的網(wǎng)絡(luò)，真正實現(xiàn)無縫切換。

1.2我國5G無線通信技術(shù)的優(yōu)勢

相比于過去我國的3G、4G無線通信技術(shù)，5G無線通信技術(shù)具有更快速的數(shù)據(jù)傳輸速度、成本更低以及頻率利用率更高等優(yōu)勢。之前的四代無線通信技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸一旦遇到障礙物、復(fù)雜的空間環(huán)境或者出現(xiàn)設(shè)備問題就會極大程度地影響到網(wǎng)絡(luò)通信信號，使得用戶時常會發(fā)生無法連接到無線網(wǎng)絡(luò)的情況，影響了用戶的體驗，而5G無線通信技術(shù)兼容性更強(qiáng)，既不會被一些外部因素影響到數(shù)據(jù)的傳輸，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)與其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)共同使用，從而能夠為用戶提供更好的無線網(wǎng)絡(luò)體驗。

1.3發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，5G技術(shù)已具有一定的發(fā)展規(guī)模。2018年3月，我國重慶開展的2018年物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)高峰論壇展開，確定5G組網(wǎng)建設(shè)及應(yīng)用示范工程展開，此類工程意味著重慶地區(qū)最大的窄帶物聯(lián)網(wǎng)正式商用。同年5月，我國OPPO研究院相關(guān)負(fù)責(zé)人員稱，公司預(yù)計于2019年推出5G預(yù)商用產(chǎn)品，同時針對5G規(guī)?；逃玫臅r間展開分析，將其預(yù)算為2020年。就現(xiàn)階段模式而言，5G技術(shù)尚存在部分問題，如信息安全性問題，相關(guān)實驗表明，5G技術(shù)雖具備更快、更穩(wěn)定的優(yōu)點，但其數(shù)據(jù)較易出現(xiàn)問題，安全性方面存在部分隱患，若想切實使5G技術(shù)廣泛普及，還需解決此類問題，使5G技術(shù)的信息安全性得到一定程度保障。

25G無線通信技術(shù)的核心技術(shù)

5G無線通信技術(shù)的根本就是傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行完善和升級。在升級的過程中引入了多項技術(shù)幫助其提高穩(wěn)定性和安全性及兼容吸性，包括多載波技術(shù)和多天線傳輸技術(shù)及高頻傳輸技術(shù)，使其既能滿足當(dāng)下人們?nèi)找嬖鲩L的網(wǎng)絡(luò)速率的需求，還能滿足安全性問題，并對前代技術(shù)存在的問題進(jìn)行解決，提供一個高速的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺。

2.1高頻傳輸技術(shù)

高頻傳輸技術(shù)是5G無線通信高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾Ｕ?，高頻傳輸技術(shù)具體來說就是采用高頻的毫米波頻段，然后在通過描述多天線無線通信系統(tǒng)的抽象數(shù)據(jù)模型來實現(xiàn)多天線同時發(fā)射數(shù)據(jù)信號，從而使得系統(tǒng)的容量得到有效的提升。并且高頻傳輸技術(shù)還能夠整合寬帶中的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步在原有的無線通信技術(shù)基礎(chǔ)上提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋罱K實現(xiàn)5G無線通信的動態(tài)化管理，將有限的寬帶資源根據(jù)用戶的需求進(jìn)行科學(xué)合理地分配。

2.2多載波技術(shù)

多載波調(diào)制技術(shù)采用了多個載波信號。它能把數(shù)據(jù)流進(jìn)行分解，從而在分解的子數(shù)據(jù)流中得到難以捕捉的低頻，進(jìn)而改進(jìn)低頻資源不足的問題，提高資源的豐富性，提升5G無線通信技術(shù)的傳輸速率。

2.3密集網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)

要想在原有的無線網(wǎng)絡(luò)上繼續(xù)進(jìn)行發(fā)展，就需要在無線通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)部署上更加密集的網(wǎng)絡(luò)，從而減少網(wǎng)絡(luò)通信盲點，提高網(wǎng)絡(luò)速度。因此在進(jìn)行5G無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用時，必須要不斷增加用戶小區(qū)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的密度，從而形成密集型網(wǎng)絡(luò)覆蓋，最終提升用戶使用無線通信網(wǎng)絡(luò)的體驗。

2.4多天線傳輸技術(shù)

通信的高速發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)頻譜資源日益減少，因此提高頻譜的資源利用率是當(dāng)下亟待解決的問題之一。多天線傳輸技術(shù)不僅能夠提高頻譜的使用效率，還夠保證其穩(wěn)定性。該技術(shù)在面對天際線數(shù)量到達(dá)一定程度的情況，MIMO信道容量呈現(xiàn)類似線性增長，因此使用最大數(shù)量的天線來有效提高通信系統(tǒng)容量十分必要。面對MIMO大信道容量，相應(yīng)的處理技術(shù)成為5G技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

3我國5G無線通信技術(shù)的具體應(yīng)用分析

（1）將5G無線通信技術(shù)應(yīng)用于光場相機(jī)中。5G無線通信技術(shù)除了在智能移動設(shè)備中會得到廣泛的應(yīng)用，還會應(yīng)用于新型的光場相機(jī)。光場相機(jī)相較于普通相機(jī)能夠在拍照時預(yù)先進(jìn)行基礎(chǔ)性構(gòu)圖，然后在實際抓拍時可以記錄相應(yīng)的光學(xué)信息，同時光場相機(jī)在拍照完成之后還能夠根據(jù)現(xiàn)場的情況實現(xiàn)自動對焦功能。因此擁有著強(qiáng)大信息傳輸速度以及儲存空間的5G無線通信技術(shù)能夠完美契合光場相機(jī)拍照。并且光場相機(jī)拍出的相片擁有著更高清的像素質(zhì)量，因此需要的下載速度與數(shù)據(jù)傳輸更高，所以5G無線網(wǎng)絡(luò)能夠為其提供超低延遲的圖像傳輸，而光場相機(jī)由于其優(yōu)越的特性將會占據(jù)相機(jī)市場的巨大份額，所以在光場相機(jī)中應(yīng)用更加先進(jìn)的5G無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將會是未來相機(jī)的發(fā)展主流方向。（2）將5G無線通信技術(shù)應(yīng)用到安卓系統(tǒng)中。隨著我國智能移動設(shè)備的逐漸普及以及5G無線通信技術(shù)的發(fā)展，5G無線通信網(wǎng)絡(luò)會逐漸應(yīng)用于這些智能移動設(shè)備當(dāng)中，而我國的智能移動設(shè)備大多使用的還剩安卓系統(tǒng)，由于安卓系統(tǒng)是以Linux系統(tǒng)為基礎(chǔ)并逐漸完善各種應(yīng)用程序的優(yōu)化，再加上5G的核心納米技術(shù)能夠?qū)沧肯到y(tǒng)中的技術(shù)性文件與系統(tǒng)的硬件驅(qū)動正確區(qū)分開。與此同時，5G無線通信技術(shù)中的納米技術(shù)還能夠彌補(bǔ)安卓系統(tǒng)的保密性差的缺陷，使得用戶的信息能夠得到有效的保障。隨著時代的發(fā)展以及5G無線通信技術(shù)的不斷推廣，5G智能手機(jī)將會在我國乃至世界的智能手機(jī)市場中占據(jù)無可取代的