5G移動通信技術在通信工程中的應用研究

*通訊作者：李亮，1981年10月，男，漢，山西平定人，現就職于中移鐵通有限公司邢臺分公司，工程師，本科。研究方向：互聯網通信技術。

摘? ? 要：在新時期，信息技術和網絡技術得到了迅速發展，并在各行各業中得到了廣泛運用。為了更好地發揮此類技術的作用，加強通信工程建設至關重要，而在通信工程建設中，5G移動通信技術作為一種新型的高性能通信技術，已廣泛應用在通信工程中，推動了通信水平的顯著提升。筆者主要針對5G移動通信技術在通信工程中的應用進行分析，希望對相關工程的建設與發展提供參考。

關鍵詞：5G移動通信技術;通信工程;應用

一、引言

隨著移動數據流量的飛速增長，各類新業務不斷拓展，以滿足超高業務吞吐量的廣泛應用需求為目標的5G移動通信技術成為研究熱點。全雙工通信技術可兩倍提升頻譜效率。隨著有效自干擾消除技術的出現，全雙工技術廣泛應用。非正交多址接入技術允許多個用戶在相同時頻資源傳輸信息，NOMA技術能簡化接入流程，滿足5G網絡低時延要求。5G技術成為通信工程建設的核心技術，能提高通信工程傳輸質量，為智能化通信提供有力的支撐。由于受多種因素影響，5G技術在通信工程中應用不理想。近年來國內科技拓展速度持續加快，世界發展邁向情報智能化，5G技術應用有效提高了信息數據傳輸速度。

二、5G移動通信技術概述

5G移動通信技術指第五代移動通信技術，是4G移動通信技術的延伸，在4G的基礎上實現更快速的網絡傳輸，但又可能顛覆傳統對通信的認識。5G時代的網絡速度將會實現突飛猛進的增長，且通信質量也會在一定程度上得到改進。對標準技術參數進行研究可以發現，5G移動通信標準頻譜處于33～39 GHz，表明中高頻段具有較高的集中性。與以往的移動通信技術相比，5G通信具有更高的傳輸速度，然而與之相關的覆蓋成本也相應提高。除此之外，結合5G移動通信傳輸標準可以知道，使用毫米波具有更高的頻率，然而繞射以及衍射卻不夠充分，因此必須引入MIMO以此來提升天線增益，并使網絡覆蓋區域擴大。由此可見，5G的問世給人們創造了更多的便捷，使人們獲得了更好的上網體驗，然而相應的技術要求也越來越高，且靈活性以及科技性也相比之前有所改善，必須在確保5G技術要求得到充分滿足的情況對其進行使用[1]。

三、5G移動通信技術的關鍵技術及特點

（一）關鍵技術

5G移動通信技術涉及很多關鍵性術，如圖1所示。

第一，5G無線關鍵技術。在OFDMA和MIMO基礎技術上，5G支持三大應用場景，采用了靈活的全新系統設計。在頻段方面，與4G支持中低頻不同，考慮到中低頻資源有限，5G同時支持中低頻和高頻頻段，其中中低頻能夠滿足覆蓋和容量需求。為了支持高速率傳輸和更優覆蓋，5G采用性能更強的大規模天線技術等。為了支持低時延、高可靠，5G采用短幀、快速反饋、多站數據重傳技術。第二，5G網絡關鍵技術。5G采用全新的服務化架構，支持靈活部署和差異化業務場景[2]。5G采用全服務化設計，模塊化網絡功能，支持按需調用，實現功能重構;采用服務化描述，易于實現能力開放，有利于引入IT開發實力，發揮網絡潛力。

（二）特點

第一，利用率高。目前，4G技術發展已經相對成熟，但是其對各種資源的有效利用率還不超過50%，而利用5G技術能夠有效提高資源的利用率，并把用戶體驗始終放在首位。第二，5G技術和傳統移動通信系統存在顯著不同，不再局限于物理層的傳輸，而是把研究重點集中在多用戶、多點和多天線等方面實現網絡共同創建，力求實現系統性能的有效提升。第三，相關運營商可按照業務流量變化和發展隨時調整網絡資源，實現對網絡運營成本的有效節約，避免出現能源浪費情況。

四、5G移動通信技術在通信工程中的應用

（一）在智能通信領域中的運用

與4G通信技術相比，5G通信技術具有更高的智能性，該特征也決定了5G在通信工程中具有更強的適用性，能夠較好地體現5G通信技術的智能化特征。在通信工程中導入5G通信技術，可以使網絡傳輸速度以及質量得到有效改善。當前人們對于智能化以及信息化的要求逐漸提高，以這一需求為出發點，5G通信技術不僅能夠應用于移動端等手機設備中，還能夠運用在物聯網中，使物聯網和人們的生活更好地結合起來，例如可以運用在路燈、電子顯示牌等公共基礎設施中，對其進行智能化改造，賦予城市建設更多的人性化和智能化元素[3]。

除此之外，5G技術在信息傳輸速度、準確性、穩定性方面也擁有很多優勢。在通信工程中，智能城市建設是非常關鍵的項目，應用5G通信技術有利于實現無人機控制以及汽車智能駕駛等目標，其中涉及的技術有物聯網技術、大數據云平臺以及人文資源信息合成技術等。

（二）在云技術中的應用

目前，云技術已經實現了較為廣泛的應用，如阿里巴巴、騰訊等企業已經建設了專門的云平臺。簡單來說云技術是一種數據托管技術，人們使用移動設備將信息技術傳輸到云平臺中，在云平臺中進行計算，隨后再反饋到移動設備中為用戶提供其需要的搜索目標。云計算屬于通信工程中的一部分，通過5G移動通信技術，能夠有效增加數據的流量，使用云平臺的計算與儲存量得以增加。另外5G移動通信技術的網絡傳輸速度非?？?，能夠有效提升云技術數據傳輸速度，同時提高數據的安全性，縮短傳數據傳輸與計算的時間。

首先，云技術的大流量及高速傳播方式，使用戶不再擔心其上傳文件的大小，而且云技術的內存較大，因此不用擔心文件是否滿足儲存要求;其次，在5G移動通信技術的幫助下，云技術和云平臺的應用更加熟練，通過分析用戶上傳的數據，分析用戶的數據使用偏好，并為其設計合理的推送內容，為用戶展示更加人性化便捷化的通信服務項目[4]。

（三）基于5G技術的高鐵智能化管控系統

在高鐵運行過程中，通過通信系統確保其能夠正常運行，而在高鐵的通信系統內使用5G系統，能夠建立智能化管控系統，加強與其他部門之間的合作，做好對通信信息的合理傳輸和控制，從而實現對行車的科學調度和指揮，達到集中管理的目的。借助通信技術，還能夠對路面以及列車狀況進行實時監測，促進高鐵運行性能的提升。因為5G通信具有延時短的優點，能夠使列車間以及列車和配套設施間實現無障礙通信。同時，借助智能管控系統能夠實現智能化管理，實現列車自動駕駛和自主安全管控，且為高鐵運行自動化調度、全面監測列車狀態等提供良好的支持，實現高鐵的智能化和安全運行[4]。

（四）5G移動通信技術在通信工程建設中的運用

對5G移動試點城市發布的相關數據進行分析發現，在將來的通信工程中，通過應用5G技術，不僅可以擴大網絡的覆蓋面積，還能優化用戶的使用體驗，提高用戶的滿意度。5G通信技術采用端與端之間直接連接的方式進行通信，不僅可以確保數據在近距離范圍內進行傳輸，還能最大程度避免中間節點對其造成影響，使終端用戶能夠實時進行通信，確保通信速度達到較高的水平。傳統通信工程的運營商必須借助網絡組件以及配置來完成信息工程建設，在此過程中很容易浪費大量的資源。5G技術的出現較好地解決了這一類問題，使配置更加自由、結構更加豐富、渠道更加多樣化，構成了一個復合型的通信網絡群，從而實現了互聯網行業的進一步發展和創新。

五、結束語

移動通信技術飛速發展的今天，通信技術的更迭換代周期越來越短。為了減小新的無線通信技術開發和篩選過程中的盲目性，使新的技術能盡快形成標準化并投入應用實踐，相應的測試和仿真評估技術的同步更新顯得尤為迫切，將成為將來研究的重點。5G移動通信技術具有顯著的優勢，在通信工程中發揮著重要的作用，通過對其在高鐵通信工程中的應用進行分析，深入了解此技術能夠有效提高通信效率，而想要充分發揮此技術的作用，還需要對其進行深入研究。

參考文獻：

[1]張軍.5G移動通信技術及未來發展趨勢的分析[J].數字技術與應用， 2020，38（7）：15-16.

[2]譚鑫.5G移動通信技術在“智慧廣電”網絡建設中的應用及發展探析[J].中國有線電視， 2020（1）：51-52.

[3]朱順華.試論5G移動通信技術和軟交換技術在通信工程中的應用[J].中國新通信， 2020，22（14）：36.

[4]袁楓.5G移動通信在電力通信中的運用與關鍵技術探究[J].變壓器， 2020，595（4）：104.