5G移动通信技术在通讯工程中的应用探讨
时间：2023-02-15 11:25:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
邱庆锋
（中铁建电气化局集团南方工程有限公司，湖北武汉 430073）
当下，互联网技术更新日益加快，使人们进入信息时代，让信息化时代的发展更为迅速，也使得人们对信息的获取速度和质量提出了更高的标准和要求，传统的通信技术的网速已经不能够满足人们上网的要求，这也就促使了互联网技术做出创新改革。社会的快速发展也使得使用网络的人数越来越多，直接增加了互联网网络压力，5G通信技术的诞生。就在很大程度上解决了人们日常生活使用网络的需求，5G通信技术的网速得到了大幅度的提升。目前，不管是政府单位还是企业对网络技术的应用都是十分广泛的，要求通信技术必须与时俱进，顺应时代发展，同时也要注意现代网络技术的合理应用。立足当下，结合发展要求。就目前来看，5G通信技术显然已经成为未来互联网发展的必经之路。它的优势是显而易见的。所以说，研究5G通信技术在通讯工程中的应用是非常有必要的。
5G 移动通信技术是第五代移动通信技术的简称，同时5G移动通信技术的发展是立足于4G移动通信技术上的。但是，与4G移动通信技术相比，5G通信技术所具有的网络优势更加突出。从网络运行速度上来看，5G通信技术巅峰网速要比4G通信技术快100倍以上，进一步的提升了为网络通信技术的实际质量。5G移动通信技术的部分参数数据如表1所示。我们可以得到，5G 移动通信频谱大部分都是集中于中高频段的位置，相对于之前传统移动通信技术来说其传输损耗率也有所增加。同时，网络覆盖的成本也相对有所增加，5G通信技术需要波束聚合、以及大规模 MIMO 等一系列核心技术手段的广泛使用。同时在相关技术性能要求方面，5G移动通信技术的相关技术要求必然要比4G移动通信技术更高[1]，需要的技术更加全面且灵活度也更高，只有这样的网络通信技术才能够满足当前的网络业务需求，也在很大程度上实现了网络信息技术的持续发展。
表1 5G通信技术的相关数据
2.1 5G通信技术使用多天线技术
5G移动通信技术作为当先最先进的通信技术相较于传统4G技术具有更大更强的优势，具有覆盖范围广、安全性高、传输能力强等特点，通过运用多天线技术达到精确传输的效果，这就是传统4G网络通信技术所不具备的。因为传统4G移动通信技术的弊端就是不能依靠多天线进行数据传输，而5G通信技术正好可以做到这一点，5G通信技术可以通过依靠微小的毫米波对数据进行更加精确的传输。所以说，5G通信技术的创新发展不仅提高了网络速度，同时也利用了新兴科技技术的资源。
2.2 5G基站建设所需面积更小
5G通信技术使用多天线技术，从而使得天线的尺寸不断减小，这就可以有效地解决以往4G基站建设所需面积大的问题，使得资源的利用率更大化，从而多建设小型基站。就目前来看，小型基站的覆盖范围要比4G传统基站覆盖范围更加广一些[2]，通过建设5G小型基站可以有效地覆盖4G大型基站不能覆盖的网络边角。除此之外，通过依靠5G小型基站的优势，可以有效地根据实际情况来选择基站安放的合理距离，正是由于5G基站的体积较小的优势也使得网络运营商可以在一些城市安放成百上千个小型基站，从而形成一个密集的网络结构群落，使得网络覆盖面积更广。同时，5G网络基站的传输和接受能力要比4G基站更强，且每个基站都可以传输和接收数据，在很大程度上增强了网络信号的稳定性，有效地提升了数据传输的速度。其中，很重要的一点是5G小基站的建设成本也要比传统4G基站的建设成本更低，所以，就算是建设了很多个小型基站，所需要的成本也会比大型基站成本低。
2.3 Massive MIMO技术的应用[3]
通过对5G技术和4G技术两者天线数量进行比较，可以发现5G通信技术的天线数量要比4G天线覆盖数量多10多倍。5G通信技术可以通过Massive MIMO技术将它们组成一个大型的天线网络，这样就能够极大地提升基站对数据的容纳量，可以更大程度地容纳更多用户，也做到了同MIMO技术输入输出量大的相互之间的吻合。从理论实践方面来说，Msaaive MIMO技术的使用并不是一个新型的科技技术，它也是在4G移动通信技术的基础上实践所得到的。虽然到目前这种技术还是处于一个小范围的测试阶段，但是它的发展必将成为5G移动通信技术未来发展的有力帮助，同时它也必须要借助5G技术进行相互融合才能达到最优的效果。当不同的网络用户对某些数据进行资源共享的时候，可能4G技术不能达到要求，然而5G通信技术则具备利用Massive MIMO技术导入数据范围更大的优势，从而满足不同用户的需求。
2.4 波束成形技术应用
波束成形技术的主要工作原理是通过将散布有限的能量聚集起来，让这些能量能够有效的朝着一个方向进行传播，将能量都聚集起来，很大程度上减少了能量在传播途中的损失，从而将能量形成很微细的光束，最大程度上减少其他介质对网络传输的干扰，提升了网络数据传输的距离。同时，波束成形技术还可以有效地提升高频谱的利用率，利用信号的处理算法有效地确定数据传输的最佳路径，规划出5G网络传输数据在通信工程中传输的最优路线，从而有效地避免了数据在传播过程中由于其他因素造成的中断或者卡顿。
2.5 其他技术
2.5.1 全频段技术的应用
虽然目前4G网络可以基本上满足人们日常生活需要，但是可以看出4G频段资源问题已经逐渐明显了，同时也成为目前网络所面临的主要的问题之一。虽然，在一般的情况下4G网络频段也是足够人们正常的使用，但是，伴随着网络用户数量不断增加，导致线上的负担增加，还会出现频段资源不足以支持网络用户使用的情况[4]，直接影响了网络用户的使用体验。所以，这些问题是网络技术发展必须要解决的，这时就需要充分利用5G移动通信技术中的全屏段技术，这项技术能够有效且灵活地解决4G网络中出现频段不足的问题。就目前来看，5G移动网络通信技术的普及并不很高，尚处于测试阶段，要保证网络数据的传输速度以及稳定性，可以利用全频段技术降低相关设备的体积，有效提升网络的稳定性和数据传输的速率。
2.5.2 SDN/NFV 技术的应用NFV 与 SDV 技术应用的主要内容是网络实际功能的虚拟化和利用软件定义网络，这两项技术的应用也为5G技术的发展打下了基础。在此项技术的背景下云服务网络又给5G在很大程度上提供了发展技术支持，这些技术促使了5G技术的快速发展，也稳定了网络服务的内容。在相关网络通信工程中SDN/NFV技术的存在是十分必要的，网络的运行以及许多程序化的工作运行都依靠这两项技术的支持，在我们的生活中已经越来越离不开网络的发展，5G技术的开发应用也将成为帮助人们工作、学习等一系列问题处理的最好方式，同时也很有效地将资源的利用率达到最大化，能够满足人们的需求。
3.1 云计算在5G通信技术中的应用
目前，在大数据调控的时代背景下，通过使用大数据对企业进行管理分析，在很大程度上提升企业在市场中的竞争力，能够让企业在市场中站稳脚跟。企业的发展也同样离不开大数据分析，大数据分析主要利用对数据的分析、计算、运行、储存等，同时大数据的计算是离不开云服务平台的协助。在全球范围内几家典型的云计算公司主要是腾讯、阿里巴巴、亚马逊等，目前很多技术的发展都已经离不开云计算的技术支持，当然，5G通信技术的发展同样也离不开云服务。通过云计算更加高效地将数据文件下载到本地的步骤，可以直接对数据文件进行提取分析，给用户带来很大的便利，也在一定程度上提高了企业的生产效率。
3.2 信号传输技术在5G通信技术中的应用
5G信息技术为什么可以使网络速度快，主要是因为其单个信号源就可以做到同时接收和传输数据，信号传输技术的应用在很大程度上降低了能源的损耗，做到了可持续发展也提升了效率。传统3G网络技术，在接打电话的同时如果后台在下载程序，那么程序所需网络将会停止下载，导致程序软件下载中断。造成此问题的主要原因是单个信号源只能做到单向的传输或者接收工作。然而，信号传输技术则很有效地解决了这一问题，因为在5G通信技术中信号传输的应用是双向的能够支持两组数据的同时传输，同时一组数据在进行任务时也不会想到另一组数据的下载任务。中转站主要是连接网络信号的发送和传输，但是单单依靠中转站这种信号传输方式是完全不够的，因为这种结构方式比较简单，非常容易被一些不法分子利用。5G技术则是直接利用蜂窝数据网络进行数据传输下载，其中不需要任何中转站而是通过直接进行数据的传输。这样就可以减少数据传输的时间，同时也保证了数据传输过程中的安全性，大大提升了数据传输效率。
通讯工程在我们的日常生活中无处不在，通讯工程的实际应用推动了社会的快速发展，给人们的生活以及企业的生产都带来了很大的帮助。随着社会的发展人们的生活水平不断增强，对通信技术的要求也越来越高。5G移动通信技术在很大程度上就有效地解决了这一问题，为此将5G技术应用到通讯工程当中已经成为一个迫切的任务。
4.1 5G在未来通讯工程建设的实际应用
通过由5G网络试点城市所得到的数据，可以得出未来通讯工程建设的需求是迫切的，5G技术能够提升网络的覆盖，提升数据信息的速率。当前网络信息的传输多数都是需要通过基站这一节点对数据进行传输，这种信息的传输需要时间，不能实现信息实时传输的目的，但是5G技术则可以实现无节点快速传输，5G技术的传输方式实现信息的短距离传输，可以提升数据传输的速度还能提升数据传输的准确性，除此之外，5G技术的数据传输是双向的，能够实现资源共享，可以节约时间，最主要的是在传统的通讯工程建设中需要的成本较大。5G技术则可以有效地解决这一问题，不仅可以降低网络相关通讯建设的成本还能有效地降低信息的传递速度，充分利用网络联动，加快推进互联网事业的发展。
4.2 5G技术在智能通信领域的应用
5G技术之所以可以超越4G技术的原因不仅是其网速快，更主要的原因是其智能化程度更高。为此5G通信技术在通讯工程中的应用则更需要考虑其智能化程度，快速发展的社会为5G技术的发展提供了非常广阔的平台。智能化的5G技术在通讯工程中的应用必将会在很大程度上加快信息的传播速度，同时要顺应网络的发展需求[5]，稳中求进。在日常生活中，5G技术不仅可以使用于移动手机中，还可以实现万物互联物联网化，如公共指示牌、路灯等都存在着5G网络的应用，在信息的传输上5G网络保持着高效、稳定、迅速的水平。目前，智能化城市的建设也成为当前通讯工程的热点目标，5G技术能够实现万物互联、汽车无人驾驶等一系列智能化服务。同时，5G技术智能化也表现在物流层面，现在物流更新速度更快是因为有智能物流的协助。在建设智能化城市时一定要清楚建设的目标，要着力于服务群众的目标。实现这一目标就需要大力建设5G工程，在未来要实现网络技术的“绿色可持续发展”，保证资源的合理利用。总之，5G通信技术在通讯工程中的建设意义十分重大，因此，要保证5G技术的发展，从而推动未来社会的发展。
伴随着信息化时代的快速发展，通信网络工程在相关政策的扶持下发展越来越迅速，在这样的背景下5G技术脱颖而出，依靠自身的优势成功站稳了脚跟，5G技术研究逐渐渗透于我们的生活当中，也将会应用于未来的通讯工程建设中，提高通信的质量，有效提升数据传输速度。我们终将要秉持着科技强国的根本理念，促进国家在通信工程领域快速发展，要不断增强5G技术在未来通讯工程建设中的实际应用，稳固提升网络速度，为未来实现全面智慧城市奠定基础。
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