5G移动通信技术在通信工程中的应用

黄金香

（中时讯通信建设有限公司，广东 广州 510030）

5G 移动通信技术依托原有的4G、3G 技术体系实现了进一步技术迭代更新，相比较于4G 技术，其数据传递效率得到有效提升，最大传输速度达到4G的100 倍，而通信质量也得到有效改良优化，在通信行业得到广泛重视。5G 通信技术采用新标准，结合全新的通信频道，在信息传输效率方面具备显著的优势。但是，由于5G 通信频段存在波长短、频率高等特征，因此需要搭建完善的5G 通信网络体系、网络架构，即需要对基站进行更加密集的建设，从而才能够保证通信质量，因此其建设成本相对较大，其中也会出现绕射和衍射严重不足的问题，需要结合更加科学有效的补偿措施才能够提高5G 通信网络的覆盖范围。随着我国在5G 移动通信领域加大基础设施的布局管控力度，5G 网络的通信品质也将得到有效提升。

作为一类全新的技术，在信息传递领域具备较多的优势，首先5G 移动通信技术具备较高的通信安全性，其传递数据信息的方式更加灵活、高效，能够完成对数据资料的精准传递、精准管控。移动技术的更新迭代较为频繁，5G 技术在原有技术基础上实现了革新、优化、升级，其传输品质、传递效率大幅度提升，能够在多个行业、多个领域提供更加实时高效的通信服务，借助物联网技术、人工智能技术可进一步带动产业的发展革新。5G 领域真正意义实现了万物互联，构建起强大的通信网络矩阵，可使得信息定向传输，同时通过完成对通信网络系统的灵活设置以及精密布局管控，也可使得在通信过程中的能量传输损耗进一步降低。总体来说，5G 通信技术最大限度地克服了网络延迟，以及网络数据丢失的问题，可为用户提供实时高效的网络服务，使得数据传输品质、传输效率得到有效提升，在当前工业4.0 时代将构建全新的生态链、产业链[1]。

5G 移动通信技术在通信工程中的应用较为常见，作为一类毫米波技术，其波长介于微波和红外波相叠的部分，可使得信息承载量提升多个数量级。在通信工程建设环节，可利用5G技术来完成空间布局、优化，为用户提供更加完整全面的信息服务，同时在智慧通信领域，也可通过5G 技术完成信息信号的全方位覆盖，并且在云端服务板块，也能够通过5G技术高带宽、低延迟的优势来提供实时高效的信息服务。最关键的是，在远程操作环节也可通过5G 通信技术来进一步转变当前社会行业的生产结构、生产逻辑、生产模式，提高行业的综合运行水平。

3.1 通信工程建设

5G 信号具备频率高且波长短的特征，其主要是利用毫米波技术，将微波与红外波进行叠加，兼顾2种波所具备的优势和特征，能够实现高速信息传递。借助毫米波传输体系、传输技术，可使得信息通信品质得到增强，增强用户的通信体验。在通信工程建设环节，主要是利用毫米波通信技术，对其中的各项软硬件设施进行布局优化，在此期间规划者、管理者应当参照通信架构、通信协议，对其中通信干扰问题进行严格管控，同时也需要对通信过程中的能源消耗问题进行动态化评估。在通信工程建设领域，借助毫米波技术以及多输入多输出（Multi Input Multi Output，MIMO）技术，结合大规模整列式系统技术，可使得天线系统在空间区域内自由延伸，在水平和竖直方向均可实现对天线阵列的布局布控，使得天线耦合的能耗被控制在一个较低的水平，降低通信工程建设以及后续运维过程中的成本[2]。

另外，结合波束成形技术，在5G 通信领域，在原有120°扇形区再区分更多的分区，可保证信息信号的传递得到动态化控制，当用户在某一细微扇形区域移动时，便可通过切换波束机制，将信息信号的传递密度进行再次区分，保证用户时刻处于信号最强的分区中。因此在通信工程建设领域，结合5G 通信技术可保证通信品质、通信效率得到有效提升，为用户提供更加良好的信息服务，在工程建设层面结合以上多类技术，打破原有拓扑结构的影响和限制，其网络覆盖面更加精准、可靠，可保证用户端的通信更加及时高效。

3.2 智能通信领域

5G 技术在智能通信领域的使用较为常见，具备智能化运作的特征，其通信性能远高于4G 技术，在通信管控层面可真正意义做到万物互联，结合低延迟、高带宽的信息传递优势，可满足各行各业在智能通信领域的实际使用需求，如在当前无人驾驶领域，可结合5G 通信技术的低延特征，将车载传感器系统所捕获的信号快速上传，将其储存到云端，之后再由计算机系统进行快速计算分析，将信息信号反馈给终端，从而指挥无人驾驶系统做出相应的操作调整。由于无人驾驶设备的运行速度相对较快，整个信息流通传递的效率须得到有效提升，尽可能做到快速响应、快速联动，从而才能够做到对交通信息信号的实时判断，以及对相关操作的实时高效管控。在智慧通信领域，结合低延迟的技术优势可以有效提高车辆的智慧通行水平，在后续进行交通系统规划建设以及智慧交通网络布局的过程中，需要参照智慧通信的需求，在各个区间、各个角落完成信号覆盖，从而进一步提高通信效率。

除此之外，在当前智慧城市建设过程中，也需要完成对智慧通信工程的打造和优化，如在智慧城市建设理念下，提出将社区、安防、消防、治安、执法、交通、城建等多个单位、多个机构、多个部门联合互动，对城市中每一个要素、每一个环节进行精细化把控，以及实时高效处理。例如，在智慧城市的智慧安防板块，需要保证城市中的各类监控系统、天网系统实施高效互联，互享数据信息，此时可利用5G 通信技术来完成视频信息信号的传递。同时也可通过5G 技术将各通信系统以及各信息采集单元所获取的信号，如居民的生物信息、身份信息，整理传输到通信系统中，从而做出快速联动、快速反应，为居民提供定制化服务。因此，在智慧通信领域，结合5G技术可使得万物互联，构建起低延迟的网络架构，完成对海量数据信息快速高效的传递。除此之外，在诸如无人机驾驶以及工程测绘领域，均可建立起全新的智能通信系统，保证信息资料的传输更加高效。综上所述，在智慧通信环节，结合5G技术将地理、时空信息全方位归纳整理在一起，结合5G 网络的全方位覆盖优势，可打造完整全面的通信网络结构[3]。

3.3 云端服务

受制于基础硬件设施、硬件系统的影响，大部分信息服务需要在云端才能够进行，如在当前的人工智能背景下，用户所提出的问题通常是在云端得到解决，同时在现有的检索系统、检索架构也是通过发送指令，由云端计算机系统来完成检索服务，因此后续的云端生活概念将会得到进一步强化，如云计算机系统、云端人工智能客服，可使得用户的生活水平以及企业的生产效率得到有效提升。在智慧通信工程建设活动中也需要对云端通信架构进行进一步补充、优化、完善。现阶段，多家科技平台以及通信公司、通信企业均集合了云端服务，比如结合云端储存服务，帮助用户及时将数据信息上传到云端，降低本地内存的运行负荷、运行压力，如百度云、夸克均结合的云端技术，然而原有的4G 技术背景下，网络传输信息资料的效率相对较低，用户通常会选取在夜间进行资料批量集中上传，从而还是会占据一定的硬件储存空间，无法做到实时高效的信息传递，无法快速清空硬盘容量，而用户在下载资料、下载信息时由于传统的通信技术不发达，带宽小，无法完成快速高效的信息提取、信息使用，从而导致云端服务的质量不高，究其原因，原有的通信技术较为落后，其所建立的通信工程架构还存在较大的欠缺。

而在5G 技术的加持下，此类情况将得到有效改良优化，在云端可借助高带宽、低延迟的优势，用户能够快速将信息资料上传到云系统中，同时也可为用户在读取资料、提取资料时提供更加高效的信息服务、通信服务，并且在通信工程领域所传输的文件内存量在进一步增大，单个文件的储存空间需求量也在进一步提升，同时随着基础硬件技术，如显示器技术、显卡技术、拍摄技术的不断发展，未来所产生的各类娱乐、影音、文件资料的储存容量也会进一步提升。例如，在当前手机高清拍照技术的加持下，一张常规的高清照片容量甚至可达到100 M 以上，在此背景下现有的终端储存空间显得捉襟见肘，需通过云端服务来满足用户进行海量信息储存的实际需求。因此可利用5G 技术打造云端服务架构、通信架构，保证信息资料能够快速上传、下载，提高用户的生活水平，满足用户的通信使用需求[4]。

3.4 远程操作

远程操作的最大问题是如何实现同步操作、同步管理。远程操作系统大致包含2 个部分，一个部分是监控系统的信息传递，另一个部分是控制系统的实时操作，如何将2 个部分高效互动融合在一起是远程操作管理过程中的重点和难点。在远程操作的实践应用领域较为宽广，如海上采油平台通常借助远程操作系统，实现无人采油、无人生产控制，须借助实时卫星通信系统以及5G 通信系统，来保证信息能够有效流通，将现场时况信息进行快速、高效传递，构建起全新的网络拓扑结构，从而帮助工程师、管理者在远端能够对采油平台的机电设备、机械设备进行灵活高效地管控；
除此之外，在当前高新技术领域，远程手术的概念也再次被提及，医生可通过操作远端的机器设备，结合5G 通信技术为患者做手术，借助低延迟的通信服务操作精密的手术仪、机械手臂，可保证医生的手工操作与设备的操作保持同步状态。此外，在当前变电运维系统中也提出远程检修、远程运维服务的实际需求，可通过构建完整全面的通信架构，在通信管理过程中对变电运维系统所产生的各类数据信息进行严格控制，如对于继电器的拒动、误动情况做出高效判断，对远程设备的各项工况参数，如温度、电流、电压大小进行实时高效的采集，从而判断出当前设备的运行状态。总体来说，远程操控技术在5G 领域的实践应用是必不可少的，在打造通信工程的过程中，需要考虑远程操作管理的实际需求，尽可能做到低延迟、高效率的信息传递。

通过在现有的通信工程架构中融入5G 移动通信技术，可真正意义地做到远程通信、高效通信，在通信工程建设、智慧通信领域、云端服务领域，均能够发挥出较为显著的作用。5G 通信系统结合高带宽、低延迟的优势，能够进一步提高整个行业的综合运行水平，在对通信工程进行建设打造的过程中，需要完成对通信协议以及通信软硬件设施的统一规划布局，但是我国在相关领域还存在较大的欠缺，首先在国际市场上，我国5G 通信协议标准、通信架构并没有得到认可，从而影响整个通信工程在后续建设过程中对相关硬件设备的采购、布局和使用。具体来说，我国在芯片技术领域，尤其在通信基带芯片方面还不具备国际话语权，相关行业缺少技术沉淀，我国大部分企业机构单位在打造通信系统、通信架构，或者在生产移动智能终端设备环节所使用的通信基带通常是博通所生产的，整个通信基带、通信芯片产业被高通、英伟达、博通、AMD 所垄断，而相关国外公司所沿用的5G 通信标准与我国存在较大的差异和出入，为了保障通信协议、通信设备与信息信号之间的互动连接，迫使我国在通信建设领域需参照国际标准来进行布局布控，最终流失大量的利润[5]。

因此，我国在通信工程领域还需要加大基础研发投入力度，尤其在基础基带、芯片等相关高科技领域，只有掌握终端高新设备生产研发的话语权，才能够主导国际市场的发展，否则将永远受制于人。另外，我国在通信工程领域也应当完成对高新人才的教育培养，打造出成熟完善的人才培养体系、培养架构，相关人才需要具备多元化的知识技能，不仅需要关注通信工程领域的发展，还需要评估各行各业在5G 通信领域的实际运作需求，完成对通信工程各系统硬件以及各结构的布局、建设和打造，为此我国需要加大基础教育力度，完成对高新人才的教育培养。

在通信工程领域，我国需要加大管控力度，对现有的发展方向做出定向化、精细化调整，同时加大基础产业以及基础科学技术的投入、研发，占据国际话语权，才能在通信工程领域借助5G 移动通信技术创造出更大的利润空间。

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