5G通信网络关键技术及应用

金蓓芳

摘要：在现代生活中，为了满足人们的通信需求，通信技术的支持必不可少，同时也需要通信设备的配合。随着通信设备的不断普及，数据传输量也在不断增加。就目前的通信技术而言，它越来越不能满足信息流的要求。因此，5G无线通信系统研究的实质是做好持续发展和改进，并与客户的实际需求相匹配。本文论述了5G通信网络关键技术以及具体的应用。

关键词：5G 网络;关键技术;5G 网络应用分析

1概述

1.15G网络发展现状

2015年6月，2015年IMT-2020（5G）峰会在北京举行。会议发布了一份关于5G技术的白皮书，其中包括网络技术和无线技术。在网络架构方面，云已经成为共识，如何将SDN、NFV等概念应用到无线领域是最重要的课题;在频率方面，高频与低频、授权频谱和无证频谱的协同应用是一种共识，但在如何实现每个场景的协同方面仍存在较大差异。

1.2 5G网络特点

从5G生态链发展的角度来看，5G将与4G在初期共同演化，这是由5G自身前进的过程决定的，LTE和LTE -A也将向前迈进。5G网络系统至少在以下三个方面改变了我们的移动接入体验：（1）高容量：无论是室内还是室外，移动网络无处不在，在高密度应用场景中都能满足高带宽（高性能）接入;（2）超可靠：与3G/4G时代相比，通信的稳定性有了显著提高;（3）低延迟：能更好地满足当前和未来应用的需要，如视频、物联网（物联网）、M2M、车辆互联网、远程医疗、大型传感器网络、电网、交通甚至智能城市控制。当然，它还包括当前热门的AR和VR。

25G通信网络关键技术分析

5G通信网络的运行需要关键技术的支撑。一般来说，5G通信网络的关键技术包括无线传输技术、无线网络技术等关键技术。

（1）无线传输技术包括大规模MIMO技术、F- OFDM技术和全双工技术。① 大规模MIMO技术是5G通信网络的关键技术之一，它保证了通信网络的稳定、安全运行。该技术不仅操作简单，而且能取得良好的效果，目前已得到广泛应用。它实现了天线阵列的组合，使得多个天线可以在不改变基站带宽和密度的情况下进行连接，从而提高频谱效率，保证信息传输质量，从而保证网络的安全，稳定高效的多区域多用户同步通信。需要注意的是，在使用这项技术时，要合理配置天线，即结合现场实际情况适当增加天线数量，科学采用混合配置方式，增强天线分布配置效果，从而提高信息传输和接收的效率。另外，这种天线配置可以有效提高智能设备的空间资源利用率，即使存在信号干扰，该技术也可以屏蔽它们。② F- OFDM技术，也称为正交频分复用技术。该技术利用载波将信道变换成多个子信道，将高速信息流分散成低速子信息流，使每个正交子信道传输这些并行子信息流，从而提高信号的抗干扰能力，保证信息传输的有效性。此外，该技术通过合理配置循环前缀和子载波间隔，可以适应不同的业务需求，使视频资源得到更充分、更有效地利用。③ 全双工技术。该技术在5G通信网络中的应用，可以有效地消除信息发送器和信息接收器中存在的干扰因素，提高通信网络的抗干扰能力，使信息数据的传输稳定高效，并实现信息收发过程中的视频资源共享，使发射信号和接收信号的功率不受影响，从而提升5G通信网络的使用效果。

（2）无线网络技术包括超密集异构网络技术、自组织网络技术等。① 超密集异构网络技术。该技术的应用扩展了网络系统的容量，使信息和数据可以同时存储和传输，而不影响信息和数据的传输速率。同时，为了满足5G通信网的运营标准，传输距离和终端距离可以适当调整。另外，为了提高结构的抗干扰能力，需要调整结构节点间的距离，改进和优化结构形状。② 自组织网络技术。这项技术是解决5G网络部署问题的有效手段。能够及时有效地应对超密集网络，智能恢复通信网络，促进系统自动配置效率的提高，不断优化和完善网络结构，自动检测和分析通信网络运行中的故障，并将问题上报核心系统，使工作人员能够及时修复，同时可以大大降低人为错误的发生频率，从而保证网络运行的可靠性和稳定性。

（3）毫米波高频通信新技术。它是实现毫米波向高频、光波向低频转换的一种新型通信技术。它可以成为毫米波高频通信的新技术、D2D通信技术等关键技术。毫米波是一种电磁波，属于线性波。其发射光谱波长范围约为1～10mm，频率宽度范围约为30～300ghz。为了更好地将无线通信技术应用于5G无线通信区域无线网络，需要提高毫米波的利用率。为了提高信息传输的频率，需要改变天线的数量，增加波长。由于传统的毫米波传输在能量传输中具有传统的高功率损耗的缺点，因此有必要结合大规模的MIMO传输技术来降低毫米波能量传输的功率损耗，提高信号质量。D2D通信主要分为单播、多播和广播三种形式。这些通信形式结构复杂，调度困难。目前，这个问题还有待解决。此外，与WiFi和蓝牙通信技术相比，该技术具有明显的优势。它能更好地将设备与蜂窝网络连接起来，避免了蜂窝网络数据传输消耗大量的流量。它具有较高的数据连接稳定性，能够远距离进行数据传输，信息数据传输速率高，数据传输延迟小，功耗小。

35G 网络应用分析

由于5G技术具有巨大的带宽容量和近乎零的时延特性，5G网络的多域应用主要有以下几个方面：

（1）5G连接工业智能互联网快速连接网络机器人：高可靠性、超低时延的5G连接网络，实现远程人工智能自动控制工业互联网与机器人的快速数据同步。在5G技术的支持下，制造业将用统一的电子计算行业基础设施标准取代当今分散的计算行业标准，从而更有效地实现提高生产率的目标。

（2）5G体育网络体验：通过CPU与智能手机之间的大量数据同步传输数据，5G体育网络体验帮助用户实现快速的体育直播视频组播。借助于来自不同摄像机位置和角度的高速实时视频信息流以及几乎零延迟的数据传输，用户将能够实时增强和快速分享自己真实的职业高尔夫体驗。

（3）5G级虚拟机与现实的互动：虚拟网络空间的毫秒延迟和超高吞吐量，让两个人的虚拟机和真实的移动用户在不同的网络空间共同工作和互动。远程业务协作和远程业务监控将使您能够有效优化不同的远程业务管理应用程序和工作流程，包括远程监控教育、生产、机器人维护和设备维修。

（4）智能电网的应用：5G通信网络技术在智能电网中的应用，可以实现智能电源的优化升级，有效解决停电问题，控制运行过程中的电力设备能耗，降低智能电网运行成本，提高电力企业的实际效益。

（5）在云技术中的应用：带宽、信息和数据传输以及环境是影响云技术运行的因素，因此云技术运行存在一定的安全风险。5G通信网络技术在基础设施和数据传输方面具有明显优势。如果将其集成到云技术中，可以为云技术的运行提供安全保障，避免信息和数据传输的延迟或中断，降低云技术的运营成本。

4结论

5G通信网络改变了人们的通信方式，在网络连接和信号传输方面具有突出的优势，提高了智能设备的利用率，将成为未来通信的主流。目前5G通信网络技术仍处于初步应用和持续研发阶段，具有很大的发展潜力，对5G通信网络技术的需求将使其未来在许多领域的应用前景十分可观，这将有力地推动我国通信产业的发展。

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