摘要：本文阐述了构建5G无线通信的意义，并对5G无线通信核心技术及市场应用进行了分析与探讨，以供同仁参考。
关键词：5G无线通信；核心技术；市场应用
一、前言
5G无线通信是移动互联网在外来发展重要的驱动力，将对移动互联网作为未来新兴业务的基础平台起到了重要的推动作用。而当前在互联网进行的各种业务大多都是通过无线传播的方式进行，而5G技术对这种传输的效率和传输质量提出了更高的要求。而将5G通信系统和其它通信系统进行有效的结合以及无缝的对接是5G无线通信技术研究的主要方向和目标。因此，本文阐述了构建5G无线通信的意义，并对5G无线通信技术及市场应用进行了分析与探讨，以供同仁参考。
二、5G无线通信网络构建的意义
（1）扩展系统的容量。信息技术和网络技术的发展，促进了大数据时代的到来，在大数据时代，人们日常生活和工作中都会面临海量的信息资源，信息数量种类呈爆发式增长，而且随着时间的不断推移，信息资源数量会逐步剧增，这对无线通信网络的系统容量提出了巨大的挑战。5G无线通信网络在构建之后，系统的容量会显著增多，系统中能够容纳更多的数据和信息，这样才能够提高人们信息数据传输的稳定性和质量，对于信息传输速度的提升也有着积极的影响。
（2）提高频谱资源利用率。从频谱资源的利用中能够看出，无线通信网络中的频谱资源过度的集中，这在不仅会影响信息传递的速率，还能对传递信息的整体质量产生影响。在4G无线通信网络建立之后，为了提高传递信息的速度，不断地增加频谱资源的使用量。然而，在5G无线通信网络中，就可以实现对频谱资源进行有效地利用。
（3）优化用户体验。无线网络通信技术的发展和应用，改变了人的生活方式，丰富了人们的日常。5G网络通信技术与4G网络技术相比，给用户提供了一个更加高效、流畅、便捷和稳定的无线互联网环境，不仅有效保证了技术的先先进行，更加重视用户随时随地体验。
三、5G无线通信的核心技术分析
（1）毫米波通信技术。毫米波是指频率在30～300 GHz之间的电磁波，太赫兹波是指频率在100 GHz～10 THz之间的电磁波。这两段电磁频谱处于传统电子学和光子学研究频段之间的特殊位置，过去对其研究以及开发利用都相对较少。随着雷达和无线通信等无线应用的高速发展，现有的频谱资源已变得日益匮乏，开发新频段已逐渐成为解决此矛盾的一种共识，而在毫米波和太赫兹频段存在大量未被开发的频谱资源，使得毫米波和太赫兹频率适于作为未来雷达和无线通信等应用的新频段。在5G无线技术中，包含毫米波无线通信的全频谱接入技术是核心技术之一，也是大幅度提升系统容量，达到用户体验速率1Gbit/s这一关键指标的关键手段之一。
（2）大规模MIMO技术。大规模MIMO通信网是为进一步增加频谱利用率和系统的覆盖率，并能提高单位比特能耗利用率。MIMO技术初期的发展以单点对单点为主，但随着用户对通信系统的通信容量需求的不断提升，MIMO技术将朝着多用户的方向发展，具体实施的技术方案是将多根天线置于发射端和接收端，通过加大了对发射功率的复用和通信带宽的复用让无线通信系统的性能更为完善，这种技术方案可以满足现有时频资源下，最大化空间的分集增益、空间的多路复用增益和空间阵列增益，以此来对系统的容量和通信链路的可靠性进行提升，最终的使得整个通信系统的数据速率和能源效率的最大化。
（3）D2D通信。随着社交网络等应用的发展，用户的近距离数据通信需求与日俱增。但现有的蜂窝通信系统不够灵活，对于用户需求的实时性强和可靠性高的需求难以满足。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在5G移动通信技术中，对D2D（devicetodevice）通信技术的研究显得非常重要。D2D通信技术是5G移动通信的关键技术之一，其重要作用主要体现在对蜂窝通信系统进行了支撑和补充，使得无线数据流量的大幅度增长成为了可能，同时对功耗实现了降低，以及实时性和可靠性进行了提升。D2D最大的优势在于可以对资源实现精简，同时减少了外界干扰，传输效率进行了提升，并最终降低了传输成本。目前，业内人员主要研究精力集中在对D2D发送功率的控制和资源的分配等关键方面。对于现有的D2D技术，还需要进一步完善如下问题：无线资源管理问题；通信的可靠性和实时性；如何抗干扰。这些问题将是D2D研究中最重要的问题。
四、5G无线网络技术的市场应用
（1）在安卓系统(Android)的应用。安卓系统是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要使用于移动设备(如智能手机和平板电脑)。Android的系统架构和其操作系统一样，采用了分层的架构。Android分为4个层，从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和系统内核层。其中，在系统内核层中可以运用5G纳米核心技术，来完成Android基础文件与硬件驱动的完美分离。由于5G高速无线传输的特点可以无缝隙地将硬件驱动从云储存端同步于终端，不但节省了终端的储存空间，也极大地丰富了终端的硬件外设装置。由于安卓系统本身的开放性会导致安全性的降低，这往往对通信中的保密性要求带来考验，5G纳米技术中的高保密性可以通过量子密码学的相关加密，对安卓终端在通讯中的信息泄露形成保护。
（2）视讯会议。Woojune Kim 并坚信未来人类沟通将变得视觉化。想像一下，当你和你的家人视讯通话，超高的解析度让你感觉仿佛你就在他们身边。或者你和你的队友在各自的家里通过视讯进行排练。这些看起来简单，但今天的网路无法提供这样的即时通话，最大的问题还是网路，它会让画面变得不连贯。
（3）光场相机。光场相机就是一种可以先拍照后对焦的照相设备，通过光场技术的应用，拍照的时候只需要构图即可，不需要对焦(因为这个可以在拍照完后在电脑上对焦)，这将会改变现在的拍照习惯。而这类相机将成为抓拍利器:无论抓拍的照片模糊与否，只要在相机的焦距范围内，对焦点都可以在拍完之后随意选择，因为相机在拍照的时候就已经把焦距范围内所有光学信息都记录在内了。因此，光场照片的容量将极大，一张照片可达到200-5OOM左右，这需要强大的传输速度与储存空间作为支持，5G的高速和云存储的概念将大大满足需求。
（4）自动驾驶汽车。5G无线网路能快速地回应、协调自动驾驶汽车，无论是在十字路口时与中央控制器之间的回应，或是与他人进行交谈的时候。“你可以想像在路上没有红绿灯，不过车子们在行驶的时候并不会与其他车子发生碰撞。”网路设备制造商诺基亚的行销主管 Volker Held 说。晶片制造商联发科副总裁 Marc Naddell 表示，一旦这些车拥有大量的感应器和相机，就可以持续捕捉影片画面，一旦发生交通事故，你可以从多个角度观察：不仅只看肇事车辆，而是在那个时间点在那个地方的所有汽车。
五、结语
总之，5G通信技术带来的不仅仅是高速、安全的网络，更多地是带来全球化网络的无缝连接，5G的兼容性，给各国通信行业带来了一个新的平台。在5G通信技术发展的道路上，中国可以更好地引领世界经济共同发展，更好地同步信息，促进全球经济一体化。
参考文献
[1]余莉，张治中，程方，等.5G移动通信网络体系架构及其关键技术[J].重庆邮电大学学报:自然科学版，2014 (4) : 427-433.
[2]尤肖虎，潘志文，高西奇，等5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].中国科学:信息科学，2014(5): 551-563.
论文作者:陈明敏
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/8/23
标签：频谱论文; 无线通信论文; 系统论文; 毫米波论文; 通信技术论文; 技术论文; 通信系统论文; 《工程管理前沿》2019年12期论文;