5G無線通信技術(shù)發(fā)展應(yīng)用

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【摘要】5g為第五代移動(dòng)通信技術(shù)，其是在4G技術(shù)基礎(chǔ)上的一種完善和創(chuàng)新，很大程度上提升了數(shù)據(jù)信息的傳輸速度。近年來，隨著5G無線通信技術(shù)逐漸融入到人們的日常生活中，其在實(shí)際應(yīng)用中擁有了更高的傳輸效率、數(shù)據(jù)信息覆蓋率等，在未來通信行業(yè)中具有良好的發(fā)展前景。文章就從5G無線通信的特點(diǎn)以及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析，以全面來了解5G無線通信技術(shù)，通過該技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)掌握其發(fā)展前景，并深入闡述其在安卓系統(tǒng)中5G高速度、光場(chǎng)相機(jī)中的相關(guān)應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】5G無線通信技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)；應(yīng)用

引言：

近年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新、發(fā)展，通信技術(shù)已發(fā)展至5G領(lǐng)域。5G主要是指在4G基礎(chǔ)上增加網(wǎng)絡(luò)帶寬，使得網(wǎng)絡(luò)速度更快、帶寬更大的無線通信技術(shù)，其在推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展上發(fā)揮著重要作用[1-2]。隨著5G無線通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，該技術(shù)成為近年來通信技術(shù)的研究熱點(diǎn)，且對(duì)人們的日常生活、工作產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。從現(xiàn)階段5G無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)來看，該技術(shù)極大可能成為未來時(shí)代無線通信領(lǐng)域的主力軍，并為移動(dòng)通信的革新提供重要支撐。同時(shí)，在移動(dòng)數(shù)據(jù)流量暴漲下，5G無線通信技術(shù)的推廣會(huì)給無線通信技術(shù)產(chǎn)生積極作用。因此，了解現(xiàn)階段5G無線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和具體應(yīng)用具有重要意義。

一、5G無線通信技術(shù)的特點(diǎn)

隨著5G無線通信技術(shù)的開放與應(yīng)用，其特點(diǎn)也越來越凸顯。該技術(shù)對(duì)頻譜的利用率相對(duì)較高，且高頻段的頻譜資源在5G無線通信技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣。相較于傳統(tǒng)通信技術(shù)，5G無線通信技術(shù)的多天線、多用戶、多點(diǎn)、多小區(qū)的互組網(wǎng)協(xié)作特點(diǎn)更為突出，且能很大程度上提升了信息編碼、點(diǎn)點(diǎn)之間的物理傳輸技術(shù)性能，并降低了耗能和成本[3]。同時(shí)，5G無線通信技術(shù)主要側(cè)重?zé)o線網(wǎng)絡(luò)“軟”配置的設(shè)計(jì)，而運(yùn)營商能結(jié)合業(yè)務(wù)流量變化、網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約成本、降低耗能的目的。同時(shí)，5G無線通信技術(shù)還具有先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，其業(yè)務(wù)重點(diǎn)為室內(nèi)通信業(yè)務(wù)，該技術(shù)推動(dòng)了傳統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)的理念，使室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能進(jìn)一步提高，并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的完善和拓展。在研究5G無線通信技術(shù)中，分析其相關(guān)特點(diǎn)對(duì)了解該技術(shù)現(xiàn)階段的發(fā)展具有重要意義。

二、5G無線通信的相關(guān)技術(shù)

2.1同時(shí)同頻全雙工技術(shù)

同時(shí)同頻全雙工技術(shù)是5G無線通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其能在實(shí)際應(yīng)用過程中提高頻率資源的利用效率，并接收來自不同物理信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)[4]。在同時(shí)同頻全雙工技術(shù)下支持下，能通過同一頻率來傳輸、接收數(shù)據(jù)信號(hào)，進(jìn)而滿足多維度的應(yīng)用條件，很大程度上避免了通信雙工節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號(hào)而引起的干擾問題。同時(shí)，這一技術(shù)能進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)寬帶頻譜利用率，并增加網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用性。可見，該技術(shù)在5G無線通信技術(shù)中占據(jù)著重要地位，要想真正意義上推廣、應(yīng)用5G無線通信技術(shù)，則不能脫離同時(shí)同頻全雙工技術(shù)的支持。

2.2多天線技術(shù)

多天線技術(shù)主要是指由多條線路組成的技術(shù)，該技術(shù)所用的元器件較為復(fù)雜，傳輸裝置、接收裝置、配套設(shè)備等為主要的元器件。一般情況下，接收裝置的天線會(huì)置于相應(yīng)的應(yīng)用設(shè)備上，傳輸裝置的天線多選擇分布或集中排列形式。在5G無線通信技術(shù)中，多天線技術(shù)的應(yīng)用能有效消除自身頻率所產(chǎn)生的干擾，并提升設(shè)備的頻譜接收效率，使能量消耗下降，解決小區(qū)干擾、掉線、噪聲等問題。同時(shí)，5G無線通信技術(shù)充分利用多線技術(shù)來進(jìn)一步簡(jiǎn)化整體布局和設(shè)計(jì)，并分散數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸模式，進(jìn)而改善頻譜利用效率、時(shí)間周期等。

2.3智能化技術(shù)

智能技術(shù)是5G無線通信技術(shù)的一大體現(xiàn)，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行深入分析后發(fā)現(xiàn)，云計(jì)算的核心作用占據(jù)著重要地位。在云計(jì)算數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器中，5G無線通信技術(shù)能和基站建立關(guān)聯(lián)，并形成數(shù)據(jù)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)。通信技術(shù)工作人員需結(jié)合實(shí)際需求，在云計(jì)算的儲(chǔ)存功能支持下，能有效完成大數(shù)據(jù)信息的儲(chǔ)存。同時(shí)，云計(jì)算能及時(shí)、高效處理所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)信息，即使在規(guī)模較大的基站中，也能根據(jù)基站的實(shí)際情況準(zhǔn)確劃分?jǐn)?shù)據(jù)頻段，進(jìn)而獲得良好的數(shù)據(jù)信息結(jié)果。由此可見，云計(jì)算是體現(xiàn)智能化技術(shù)優(yōu)勢(shì)的重要內(nèi)容，在5G無線通信技術(shù)，該技術(shù)所發(fā)揮的工作不容忽視。

2.4空間調(diào)制技術(shù)

空間調(diào)制技術(shù)主要是指將每個(gè)數(shù)據(jù)編碼對(duì)應(yīng)到它所需的天線位置，并通過多天線實(shí)現(xiàn)合成發(fā)送[5]。在空間調(diào)制技術(shù)下形成了天線的陣列星座圖，且與以往所用的信號(hào)星座技術(shù)相比，該星座圖能進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)信息的傳輸速率。雖然空間調(diào)制技術(shù)主要由多天線構(gòu)成，但在僅使用一根天線時(shí)，其它天線會(huì)處于待命狀態(tài)，這能在一定程度上保證傳輸效率。同時(shí)，在空間調(diào)制技術(shù)下，各個(gè)數(shù)據(jù)信息會(huì)分成兩個(gè)字節(jié)，并涉及到發(fā)射天線的數(shù)據(jù)、陣列信號(hào)星座圖大小等，同時(shí)，根據(jù)第一個(gè)字節(jié)能確定工作發(fā)射天線,另一個(gè)字節(jié)則通過天線發(fā)送天線陣列信號(hào)星座圖信息。由此可見，空間調(diào)制技術(shù)屬于一種SSK的振幅、相位的調(diào)制技術(shù)，在5G無線通信技術(shù)的應(yīng)用過程中占據(jù)中重要地位。

2.5多載波技術(shù)

在5G無線通信技術(shù)中，為了支撐高數(shù)據(jù)速率，可能需要高達(dá)1GHz的帶寬。然而，在部分較低頻段中，無法獲得連續(xù)寬帶頻譜資源[6]。因此，如何充分利用這些空白頻譜是5G通信技術(shù)設(shè)計(jì)的重要問題。多載波技術(shù)是一種基于濾波器基礎(chǔ)上的技術(shù)，其能有解決上述問題。多載波技術(shù)作為5G無線通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其能有效實(shí)現(xiàn)各子載波帶寬設(shè)置、各子載波交疊程度的靈活控制，使相鄰子載波的干擾得到有效控制，并充分利用零散的頻譜資源。同時(shí)，各子載波無需同步，檢測(cè)、信道估計(jì)等均在各子載波上單獨(dú)處理。

三、5G無線通信技術(shù)發(fā)展

3.1發(fā)展現(xiàn)狀

從無線通信技術(shù)發(fā)展來看，未來幾年全球的移動(dòng)通信量會(huì)增加相近20倍，這一龐大的數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展帶來了深遠(yuǎn)影響。因此，在這些發(fā)展背景下，推動(dòng)5G無線通信技術(shù)發(fā)展是一個(gè)刻不容緩的問題。從現(xiàn)階段的發(fā)展現(xiàn)狀來看，5G無線通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)傳播速度可達(dá)1Gb/s，且數(shù)據(jù)會(huì)是4G技術(shù)的一百多倍，簡(jiǎn)而言之，在4G技術(shù)下需要耗費(fèi)十幾分鐘下載一部電影，而5G技術(shù)下1s就能完成。但5G無線通信技術(shù)目前發(fā)展尚未完全普及，其還具有更大的發(fā)展空間，且下5G無線通信技術(shù)下，能享受更快的網(wǎng)速，數(shù)據(jù)信息獲取更為方便。

3.2發(fā)展趨勢(shì)

任何事物的發(fā)展均會(huì)經(jīng)過千難萬阻，作為第五代移動(dòng)通信技術(shù)，其在發(fā)展過程中也會(huì)遇到許許多多的難題，尤其在技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域。隨著5G無線通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我國工信部已向中國廣電、中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通發(fā)放了商用牌照，這說明我國已進(jìn)入5G商用時(shí)代[7-8]。在未來發(fā)展中，5G無線通信技術(shù)具有良好的發(fā)展前景，具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，在信息安全領(lǐng)域中的發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，信息安全是人們所關(guān)注的重點(diǎn)問題，若在網(wǎng)絡(luò)中信息安全性低，則會(huì)嚴(yán)重降低人們的體驗(yàn)。因此，為了提高用戶體驗(yàn)，在未來發(fā)展中5G無線通信技術(shù)如何對(duì)信息進(jìn)行更為安全的編碼成為了重要的發(fā)展趨勢(shì)。第二，在社交領(lǐng)域中的發(fā)展。5G無線通信技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)社交領(lǐng)域中應(yīng)用，能給用戶帶來更為真實(shí)的虛擬化體驗(yàn)，使用戶在網(wǎng)絡(luò)世界中獲得良好的社交體驗(yàn)。第三，在地下、高空、深海等地域環(huán)境復(fù)雜的通信中的發(fā)展。在數(shù)據(jù)信息傳輸過程中，其傳輸效率會(huì)受到地下、高空、深海等復(fù)雜地形的影響。因此，5G無線通信技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)，可對(duì)這些復(fù)雜地形進(jìn)行進(jìn)一步探索，以進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息的安全和傳輸質(zhì)量，獲得更好的通信技術(shù)應(yīng)用價(jià)值，并帶來良好的效益。

四、5G無線通信技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1安卓系統(tǒng)中5G高速度的應(yīng)用

從現(xiàn)階段來看，多數(shù)移動(dòng)智能終端所用的系統(tǒng)多以安卓系統(tǒng)為主。安卓系統(tǒng)是在Linux基礎(chǔ)上的自由、開放源代碼操作系統(tǒng)，其在移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用中起到核心作用。安卓系統(tǒng)主要采用分層架構(gòu)，劃分為應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)運(yùn)行庫層、系統(tǒng)內(nèi)核層四個(gè)層次。其中，5G納米核心技術(shù)主要應(yīng)用于系統(tǒng)核心層，以實(shí)現(xiàn)安卓基礎(chǔ)性問題、硬件驅(qū)動(dòng)的分離。同時(shí)，由于安卓系統(tǒng)開放性的特點(diǎn)，其安全系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過程中出現(xiàn)了明顯降低，而5G納米技術(shù)具有良好的保密性，應(yīng)用該技術(shù)則能在量子密碼學(xué)中提高加密等級(jí)，使用戶的信息安全性提高?？傊踩到y(tǒng)是現(xiàn)階段5G無線通信技術(shù)的重要應(yīng)用區(qū)域，其具有十分突出的優(yōu)勢(shì)，對(duì)安卓系統(tǒng)的發(fā)展發(fā)揮著重要作用。但對(duì)于該技術(shù)在安卓系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，仍需開展更為深入的研究、探索，以充分發(fā)揮5G無線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

4.2光場(chǎng)相機(jī)中應(yīng)用

光場(chǎng)相機(jī)主要是指先拍照后對(duì)焦的照相設(shè)備，其主要原理是利用光場(chǎng)技術(shù)作用來，在拍照時(shí)僅需進(jìn)行構(gòu)圖，無需進(jìn)行對(duì)焦處理，在很大程度上改善了現(xiàn)有相機(jī)的拍照方式和習(xí)慣。光場(chǎng)相機(jī)良好的抓拍優(yōu)勢(shì)，只要拍照對(duì)象在焦距范圍內(nèi)，對(duì)焦點(diǎn)則能隨意選擇；同時(shí)，光場(chǎng)相機(jī)的容量較大，儲(chǔ)存一張照片至少花費(fèi)200M空間，故在傳輸速度、儲(chǔ)存空間上有著更高的要求。然而，5G無線通信技術(shù)所具備的傳輸速度快、儲(chǔ)存量大等優(yōu)勢(shì)，能有效滿足光場(chǎng)相機(jī)這一點(diǎn)要求。因此，5G無線通信技術(shù)在光場(chǎng)相機(jī)中應(yīng)用具有很大優(yōu)勢(shì)。此外，在光場(chǎng)相機(jī)的數(shù)據(jù)信息安全防衛(wèi)監(jiān)控方面，5G無線通信技術(shù)具有良好的發(fā)展前景。

五、結(jié)束語

總而言之，相較于以往的通信技術(shù)，5G無線通信技術(shù)屬于高速度、低時(shí)延、低功耗的新型通信技術(shù)。5G無線通信技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用有利于提高我國通信領(lǐng)域的綜合發(fā)展水平，因此，進(jìn)行5G無線通信技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，了解其相關(guān)技術(shù)、發(fā)展趨勢(shì)和具體應(yīng)用對(duì)增強(qiáng)我國通信領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)能力和綜合實(shí)力方面具有重要意義。此外，在這場(chǎng)通信技術(shù)變革中，5G無線通信技術(shù)具有良好的發(fā)展?jié)摿Γ苿?dòng)該技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，則能讓科技更好地服務(wù)于人們的生活、工作。

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作者：武學(xué)舉 單位：公誠管理咨詢有限公司