5G移动通信环境下的业务应用

2022-10-15

5G是第五代移动通信技术, 是面向2020年之后的新一代移动通信系统。随着科技的发展、社会的进步, 人们对于网络通信技术的要求与日俱增, 5G符合了移动通信技术的发展规律, 较第四代通讯技术相比, 在用户体验、传输延时、系统安全和覆盖性能等各方面都有显著的提高。5G具备低成本、低能耗、安全可靠的特点, 相对4G网络, 传输速率提升10到100倍, 峰值传输速率达到10Gbit/s, 端到端时延达到ms级, 连接设备密度增加10至100倍, 流量密度提升1000倍, 频谱效率提升5到10倍, 能够在500km/h的速度下保证用户体验[1]。

在未来, 5G移动通信技术将和其他通信技术紧密结合, 构成新一代更先进的移动信息网络。用户在体验5G无线通信网络技术时, 将获得会更智能化、更人性化以及更高速的使用体验。

一、5G移动通信的关键技术

4G数据技术的发展为5G移动通信关键技术的成熟奠定了基础, 5G移动通信技术的关键技术主要如下:

(一) MIMO技术

MIMO多天线技术作为提高系统频谱效率和传输可靠性的有效手段, 是5G提高频谱效率的关键技术, 它是在4G的基础上, 将原来的8根天线增加到数百甚至是数千根服务线的一种技术, 有效地实现一个基站多个用户的同时通信。通过额外的天线将信号能量传输以及接受整合到一个很小的空间之内, 促使用户终端能获取大量的吞吐量, 且提高了能源的使用效率[2]。

(二) 高频段传输技术

随着移动终端用户规模的不断增长, 频谱资源成为越来越稀缺的资源, 高频段传输能够提高频谱资源的利用效益。目前移动通信系统的频段主要在3GHz以内, 如果采用高频段带宽就会达到273.5GHz, 这样不仅通信设备的尺寸要小很多, 而且还能够实现短距离内的高速信息传递, 满足用户容量、速率等多方面的要求。

(三) 密集网络技术

5G网络数据流量的目标是4G的1000倍, 实现这样的目标需通过布置密集的网络来满足室内外的数据传输需求, 部署超过200个以上扇区以增强网络覆盖能力, 同时需要消除盲点。但在这个过程当中也会形成一定的干扰, 如何提高无计其数的抗干扰能力实现密集网络技术的性能, 也是非常重要的。

(四) 智能化技术

5G网络是由大型服务器组成的云计算平台, 主要通过具有数据减缓功能的路由器和交换机网络来连接基站, 采用宏基站能够实现云计算存储功能、大数据存储功能、处理时效性强的数据、处理多样化的业务、连接方式的多样化等功能, 全面实现信息通信技术的智能化。

二、5G移动通信环境下的业务应用

5G移动通信技术的应用趋势将主要体现在以下三个方面:

(一) 物联网业务的应用

5G技术将渗透到物联网领域, 与交通工具、工业设施、医疗设备等进行深度融合, 全面实行万物互联, 有效满足交通、工业、医疗等行业的信息化服务需要。交通行业的车联网、智能汽车;远程设备的关键控制, 如重型机械的远程操作、远程医疗等;人与物联网的实时交互、智能管理等等。

(二) 媒体类业务的应用

媒体类业务的应用包括大家熟知的视频类业务以及近10年来逐渐兴起的虚拟现实 (virtualreality, VR) 、增强现实 (augmentedreality, AR) 等。在5G环境下, 这些业务在移动性、用户体验、性能提升等方面将有新的发展[3]。

(三) 人工智能类的业务应用

对于5G时代的网络结构和各种5G业务, 产业界基本达成共识, 人工智能/机器学习将成为5G时代的一项基础支撑技术。大数据挖掘分析、人工智能、机器学习等技术可以使无线网络变得更加智能和便捷, 可以实现5G上下文感知增强, 支撑如下几类感知业务: (1) 位置相关的感知, 实现无线网络下高精度定位、轨迹预测并考虑移动性管理与优化等; (2) 业务相关的感知, DPI业务识别、高清视频QoE/QoS评价模型与网络参数调整等; (3) 用户行为习惯的感知, 实现对单个用户进行画像; (4) 智能运维感知, 如智能化的性能检测、故障监控与预测等。

三、结束语

5G移动通信技术低耗低成本、高速率低时延、安全可靠的特征, 给物联网类业务、媒体类业务、人工智能服务的业务形态和用户体验都带来质的变化。在未来爆炸性的移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景中, 5G移动通信技术为构建以用户为中心的信息生态系统提供了支撑。这将是移动通信史上的又一大革新, 在不久的将来将会伴随着我们的生活。

摘要：5G及其相关技术一直是移动通信领域的研究热点。本文阐述了5G移动通信的四大关键技术。分别从物联网业务、媒体类业务和人工智能三个方面对5G移动通信环境下业务应用进行分析和阐述。

关键词：5G,移动通信,业务应用