5G无线通信技术概念及相关应用唐建中

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唐建中

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摘要：5G无线通信技术是随着第三次科技改革而产生的移动通信类技术，进一步加快了信息的传输。本文首先介绍了5G无线通信技术的概念，然后从MIMO技术、D2D技术、纳米技术和云计算四大5G无线通信的关键技术入手，分析其应用，推动相关领域研究。

关键词：5G无线通信技术；MIMO技术；云计算技术

前言

5G无线通信技术是社会技术革新下的产物，相比于4G无线通信技术，在传输速率、智能化运行、链接种类和方式以及使用寿命上都具有突出优势。其中5G无线通信技术的信息传输速率将达到每秒1G，是4G时代的20倍。基于此，5G无线通信技术的应用研究值得重视。

一、5G无线通信技术概念分析

简单来说，5G无线通信技术是4G技术的优化和升级，将新的模式和任务融入4G无线网络技术中。5G无线通信技术作为第五代移动通信技术，主要通过IP概念、数据端口划分和层级安排等内容融合实现创新性的信息传输方式，极大提高了信息传递的安全性和便捷性。5G无线通信技术的运行主要包括三个部分：负责信息感应和传输的城域网、负责端口连接和信息分类的核心网以及负责信息结果保存的接入网。整个运行过程中需要三个层级的相互配合，提高信息的传递和处理效率，保证信息的安全性。5G无线通信技术中包含了超密集型网络、大规模天线阵列以及新型网络架构等内容，其中大规模天线阵列是控制频谱的重要部分；超密集型网络是5G无线通信技术信息存储能力增加的原因；全频谱接入技术是分散网络需求和调节频谱资源的重要渠道。除此之外，5G无线通信技术还需要重视连接数密度、网络能量效率和用户体验速率等方面的指标，保证服务的灵活性和智能性。总体而言，5G无线通信技术是一种创新性的、具有综合向发展的技术。

二、5G无线通信中关键技术以及相关应用研究

（1）MIMO技术及其应用

MIMO技术是5G无线通信技术中的关键技术之一，主要负责信息单点对多点、多点对多点的传输，摆脱了传输端和接收端的数量限制。MIMO技术的工作原理是先对传输资料进行多层级的分割处理，然后利用不同穿透路径和反射进入系统，最终实现多入多出的效果。这种技术在不占用多余存储空间的同时，保证了5G无线通信技术资料传递速度增加[1]。如图一所示，5G无线通信技术可以应用到很多领域，其中MIMO技术的融合实现和优化了以下几个方面的应用。第一，5G无线通信技术将保证原有4G在传输类产品领域的应用，并提高了信息的传输速率和存储量。第二，5G无线通信技术可以实现多端的视频通话，并且向虚拟现实类会话方向延伸。MIMO技术提高了信息触底的稳定性和存储空间，有利于对视听等多方面感官信息的传递，进而实现虚拟现实类会话。第三，MIMO技术的融入，帮助5G无线通信网络实现多端对信息的控制，扩展物联网方向业务。例如，无人驾驶和车联网等要求技术满足汽车和系统对信息的快速处理，利用MIMO技术在发射端增加信息传输装置，可以提升应用运行的安全性。

图15G无线通信技术的主要业务

（2）D2D技术及其应用

D2D通信技术是指同等级用户完成信息交换和通信的一种技术，也是5G无线通信技术中的关键技术之一。5G无线通信技术中主要采用D2D技术组成分布型的网络架构，利用D2D的特点和功能实现每个用户节点间的资源共享。这种资源共享不仅限于客户端的信息接收，还存在用户端与服务端的自由转化，形成任意、灵活的交流群体。在D2D技术的融合下5G无线移动技术实现了近距离数据的直接传输，使其在会话类和交流性的平台有了新的突破。一方面，5G无线通信技术能够直接建立交流性的端口和平台，建立者可以自行调控，不需要基站的中转。这一方面的应用使得5G无线通信技术对信息处理、传递和存储的安全性能得到增加。另一方面，5G无线通信技术可以应用于短距离信息的快速传递，降低运行成本。例如，在5G无线通信的背景下，为了快速获取视频链接，用户和用户间可以通过位置等信息建立即时性的信息传递平台，发送者将视频链接进行上传，用户端从平台下进行转存。整个操作的时间和流量的耗费将远小于用户直接从网络下载。

（3）纳米技术及其应用

纳米技术是5G无线通信技术中的核心技术，是与4G无线通信技术进行划分的关键，也是未来5G技术革新和发展的重要渠道之一。在5G无线通信技术中，纳米技术主要负责通过纳米级操作进行结构的精化，实现资料传递方式聚集，然后以扁平化的方式传输到终端。基于此，5G无线通信技术在以下几个方面的应用得以延伸和优化。一方面，5G无线通信技术可以参与实时性的数据处理工作，包括智能化机器的遥控、搜索功能的强化和位置的监督等。纳米技术使得用户端在接收信息的同时对信息进行重新安排，做出更加适合系统处理的方式以及发出适合终端接收的信号。这种技术融入缩短了信息传递过程中出现的延时，是4G无线通信技术不能完成的[2]。另一方面，5G无线通信技术中的纳米芯片是直接置入到信息管理中心中，保证了移动系统和基础性文件的分离，常针对于加密性加高的信息。例如，采用Linux自由代码的按照系统含有运行库层、内核层和框架层等，纳米核心技术加强了内核层对硬件驱动和资料存储的控制能力，利用量子密码学进行密码设置。

（4）云计算技术及其应用

5G无线通信技术的中央控制系统运行中应用到了云计算技术，负责指令的转发和下达。云计算技术在5G无线通信技术中含有物理、网络、对话和应用四个层级，信息由物理层进行搜集，然后由网络层传输到对话层中，由对话层进行数据的分析并提出相应的处理办法，最后应用层将其归纳为解决方案，为用户提供系统优化的选择。5G无线通信技术能够保证云计算技术的功能充分发挥，将其与纳米技术相互融合，避免信息转化和处理中产生延时，保证信息的精准和可靠。应用云计算技术后，5G无线通信技术在以下几个方面得以应用。一方面，原有的4G无线通信技术的存储量较小，对音频的存储效果较高，不能保障大量视频的保存。然而云计算技术的应用后，5G无线通信技术能够保存大量的视频资源，这样保证了其向虚拟现实、智能化科技等方面的延伸。另一方面，实现光场相机的流畅应用，有效保障使用过程中所有光学信息的保存。

结论

综上所述，5G无线通信技术是基于第四代无线通信技术的优化。从文中可以看出，5G无线通信技术中MIMO技术实现了多方会话类功能，D2D技术保证了短距离资料的低成本传递，纳米技术实现了信息高级密码建立功能，云计算技术保障存储容量。由此，5G无线通信技术的应用领域将不断扩展。

参考文献

[1]张然.试论5G无线通信技术的应用前景[J].电子世界,2019(01):75+77.

[2]王晓闻.5G无线移动通信技术下的物联网时代[J].通信电源技术,2018,35(11):189-190.