5G无线通信技术的主要技术应用

发表时间:2021/5/13   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:王好
[导读] 摘要:随着现代科技的进步,一方面,通信技术取得了卓越的发展,另一方面,通信技术逐渐改变着人们的生活方式。
        湖北邮电规划设计有限公司  湖北武汉  430022
        摘要:随着现代科技的进步,一方面,通信技术取得了卓越的发展,另一方面,通信技术逐渐改变着人们的生活方式。随着通信科技的不断发展,5G无线工程建设项目正在如火如荼地开展,5G无线通信技术以容量大、速率高、低时延、海量连接等为主要优势,网络分布和应用非常广泛。本文就其主要技术展开了相关探究。
        关键词:5G通信;无线通信技术;5G技术
        引言
        目前,无线通信技术为广大人民群众的生产生活带来极大地便利,使得广大人民群众愈加离不开无线通信技术。对于无线通信技术研究人员来讲,其需要积极地研究技术升级优化方法,强化无线通信技术应用效果,为社会健康发展贡献一份力量。对于广大群众来讲,其需要积极地提出无线通信技术研究开发建议,确保技术有效发展。虽然我国在无线通信技术开发方面取得了一定的成果,但是仍然需要深化研究无线通信技术,提升无线通信技术水平,以此激发社会发展活力。
        1 我国5G无线通信技术及其应用要求
        1.1 无线通信技术的含义
        无线通信技术主要指的是利用电磁波信号在自由空间中传播的特性,开展信息传播的技术。在应用这种技术的条件下,就可以随时随地地进行类型丰富的通信活动,进而提升人们沟通与交流的效率和体验。近年来,无线通信技术发展的速度逐渐加快,发展水平逐渐提高,深刻地影响了人们生活。核心网设备、无线终端、无线基站设备等是无线通信系统的重要组成部分。不同业务需求的场景需要构建不同类型的无线网络,以满足多样化的通信需求,因此,要重视无线通信技术及其应用的工作,以此充分地发挥无线通信技术的作用。
        1.2 发展状况
        5G技术是在4G技术的基础上,对于系统改进和升级之后所形成的无线网络通信技术。随着现代信息技术日新月异的发展,在云计算技术、大数据技术、5G技术、物联网等多种技术的共同作用下,互联网已经迎来一个全新的时代。互联网不再是狭义的单纯的计算机互联的网络,而是成为广义的范在的连接人与人、物与人、物与物的万物互联的网络,,凭借着广泛覆盖的高速互联的网络搜集和应用相关生产数据,通过大数据及云计算实现实时动态传输和分析目的,最终达到资源优化以及有效配置的规划,为优化企业决策、实现智能化生产作出了卓越的贡献,可以使现代企业迎合市场经济的发展规律。
        2 无线通信技术的类型
        2.1 5G技术
        2.1.1 密集网络技术
        随着数据业务量的爆发式的增长,可能出现在局部地区的超高网络容量需求,因此密集组网的需求将逐步显现。5G网络将面临宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝等多种不同层级的异构蜂窝网络。如何协调这些网络之间的干扰问题将变得越来越重要。在网络应用的过程中对于密集网络的建设,利用低功率节点的模式提升网络热点和网络覆盖区域,在此基础上扩大网络系统的综合容量。在实际工作历程中,在增加网络布局的密度的时候,因为工作所需在展开较为复杂的网络设置,容易发生信号干扰现象。因此应该进行网络技术研究升级,提高网络整体构造的灵活度、抗干扰性,从而吸引更多的用户加入到5G网的使用中。
        2.1.2 新型多天线传输技术分析
        国内的通信产业结构正在走向完善,预计在未来的工作规划中,通信技术创新已经成为大势所趋。5G网络中采用了MASSIVE MIMO技术,相比4G网络中MIMO技术,增加的垂直维度的波束赋形,网络的覆盖能力以及抗干扰能力均会有所提升。另外,5G技术中定义了丰富的波束场景配置,可以实现更为灵活的覆盖手段,面对日益复杂的城市无线环境,很好的满足的各种场景下的覆盖需求。同时,通过更多通道数的空分复用,还会进一步提升网络的容量。
        2.2.3 灵活的网络切片技术
        随着通信需求的多样化,各类业务各种客户对网络的需求不尽相同,对移动网络运营商提出了很高的要求,传统的移动通信网络属于相对固定的刚性传输管道,无法灵活地适配各种业务的需求。5G网络技术在无线侧采用了更为灵活的新空口技术,在网络侧采用了网络功能虚拟化等技术,能更加灵活地满足各类业务需求,通过一张物理网络虚拟成多张逻辑网络来满足不同的业务需求,为运营商快速实现新的应用创造了前提条件。
        2.2 4G技术
        当前,4G技术发展水平已经大幅地提高,产生的应用价值越来越高。4G技术即第四代通讯技术,其相对于2G和3G技术在传输速度、传输稳定性等方面得到了有效发展。其中,4G技术在20M带宽单载波的条件下下载时达到了100Mbps以上,在上传时达到了50Mbps以上。4G技术能够与其他技术进行高效融合,进而发挥出技术最大作用。

随着社会发展,4G技术的覆盖面大幅度地增加,已经成为国内移动通信运营商目前主力运营的通信网络,有利于满足人们对于网络的需求。如今,人们可以应用4G技术传输视频图像。由于4G技术日趋成熟,视频图像传输的速度以及清晰度可以得到很大程度的保障。但随着越来越多新型无线通信业务的出现,4G网络将无法完部满足,5G技术的需求越来越明显。
        2.3 3G技术
        3G技术,即第三代移动通信技术,主要指的是高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。2009年,我国开始规模商用第三代移动通信技术,标志着我国进入到了第三代移动通信时代。相较于以往第二代移动通信时代,我国移动通信水平已经得到很大程度地提升,有利于满足当时的人对通信的需求。一般而言,人们在第三代移动通信时代下应用短信、电子邮件等进行互动与交流。在第三代移动通信时代下,数据传输的稳定性可以得到保障,很少发生数据丢失问题。由于当时手机逐渐普及,拥有手机的人数逐渐增加,人们主要应用手机传输数据。WCDMA、CDMA20000、TD-SCDMA是3G技术的三大标准。国内三大移动通信运营商分别采用了其中一种技术标准运营着3G网络。目前,随着4G网络的普及,3G网络退网的趋势逐步明显。
        2.4 WLAN
        WLAN即无线局域网,当前,WLAN已经融入到人们的生活之中,成为了人们必不可缺少的网络应用要素。在射频技术的作用下,无线电波可以有效地传输信号,这样就可以构成局域网络,进而应用局域网络开展生产生活活动。在无线通信技术成熟发展的背景之下,WLAN得到了广泛应用。当前,企业在进行商务办公时会应用WLAN。通过应用WLAN,各大部门可以很好地共享与沟通交流信息,为科学构建战略决策奠定了坚实基础,有利于确保企业健康发展。餐饮企业也应用了WLAN,其主要应用WLAN开展点餐、排单等工作活动,这样不仅提高了点餐、排单等工作质量与效率,而且保证了消费服务满意度。
        2.5 UWB超宽带技术
        在事先设定具有上下变化特性的冲击脉冲之后,信号就具有了GHz的良机宽带。不过,UWB超宽带技术在信号传播方面具有一定的应用劣势。主要表现在以下方面,信道的反应速度慢、发射信号的功率谱密度低、截获信号的能力低。总体来看,UWB超宽带技术的应用价值并不高。通过实践研究发现,UWB超宽带技术具有一定的应用优势,比如抗外界干扰能力强,避免外界影响数据传输进度与质量;信号运行的速度快,产生的消耗低等。所以,有的人喜欢应用UWB超宽带技术。
        3 5G无线通信技术的应用
        3.1 智能传感器的应用
        智能传感器的组成结构涵盖转换元件、敏感元件、转换电路等要素,这些要素的核心构成因素主要包括内部传感器、外部传感器两种类型,当对环境敏感度要求高的时候,传感器在整合收集信息后之后要第一时间开启低延时的信息传递,在这个历程中,5G无线通信技术可以充分实现低延时、高可靠性的目标。例如以FPGA信号处理为控制部的轴心,以状态机为接连模式,要凭借着A/D数据来进行芯片置换,通过FPGA、外设芯片展开数据接口工作历程。编程设计模式主要引入的是读写时序、单元控制时序对A/D时序进行转换和数据采集技术,之后由光电转换模块将采样结果传输到综合监测系统中。
        3.2 远程控制的应用
        这种模式是用现代智能化设备取代人工程序,建立在远程操控基础之上的智能化工作过程,这种高科技工作模式可以避免工作人员在工作中发生事故。比如远程操控在医疗行业中的应用。通过远程医疗手术的操作,可以有效解决医疗行业资源不足、资源分布不均等问题,同时可以节省患者成本,提升健康指数。远程控制在教育方面的应用,可以使信息不发达的偏远山区学校的学生通过远程教育享受发达城市的优质教育资源,缩短地域性的教育差距,在第一时间解决发展中国家教育资源分布不均的现状。与此同时,在教学过程中教师可以借助于远程的教学模式同学生进行互动以及展开教学评价,毫秒级的时延可以实现教学效果升级,带来全新优质的教育体验。再如最具有代表性的煤矿、油田行业的开采历程中。正是5G网络的稳定性、低时延性等特征,充分实现了控制系统的精准性,在这个基础上提升了通信技术的效率,满足了人类不同领域的生活生产需求。
        结束语
        总之,5G无线通信技术可以造福人类,促进通信行业的快速发展。因此在未来的发展过程中,相关领域应该不断对5G无线通信网络技术展开深度研究和有效创新,实现我国无线通信技术实现的可持续发展。
        参考文献:
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        [2]丁和平.5G无线通信技术的关键技术应用研究[J].中国新通信,2019,21(21):46-47.
        [3]马越.对新时期5G无线通信技术发展跟踪与应用[J].数字通信世界,2019(11):52.
        [4]黄霁.5G无线通信技术在城市轨道交通中的应用探讨[J].都市快轨交通,2019,32(05):33-37.
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