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5G无线通信技术概念及相关应用的思考

2020-02-02

通信电源技术 2020年20期
关键词:接入网无线网络时延

张 巍

(内蒙古广播电视网络集团有限公司,内蒙古 呼和浩特 010050)

0 引 言

无线通信技术在现代社会的日常生活中扮演着重要角色,人们日常通话上网都离不开无线通信技术,现阶段主流商用通信设备以4G为主,但各个移动运营商已将目光转向5G系统的网络布局中。5G数据传输速率对比4G快上了几十倍,还将时延下降到4G的1/10[1]。此外,5G无线通信技术的网络布局更加广泛,支持更多应用程序,兼容设施也多于4G,尤其是在人们日常生活中智能家居方面应用的更加广泛。

1 5G无线通信技术概念

5G无线通信技术是利用互联网技术形成的一种新型技术,充分利用纳米技术使其功能变得更加强大。纳米技术是互联网通信工程建设中的重要组成部分,有效利用及合理开发纳米技术对于5G无线通信技术的发展有重要作用,为5G无线通信技术用户提供了技术保障。随着网络技术的不断发展与变化,4G无线通信技术存在相应弊端已无法满足人们对网络通信日益增长的需求,而5G无线通信技术具有良好的发展前景,不仅可以为人们的日常生活提供便利,而且还大大提高了通信效率。

5G无线通信技术融合了3G和4G无线通信技术的优点,在实际运用过程中可以将能量损耗降到最低,可最大程度地提升信息传输速度。即使在信息传输过程中发生故障,技术人员也能在第一时间发现问题,确保个人信息安全,对建造一个完善的网络信息管理平台有着重要作用。此外,5G无线通信技术可以满足用户的内心需求,为用户的工作与生活提供便利,也对我国的互联网技术创新发展起到了推动作用[2]。全面覆盖发展目标可以通过5G无线通信技术实现,将网络通信技术的魅力以更加直观的方式展现给用户。

5G无线通信技术的智能性更高,能够简化信息传输步骤,为用户提供更加优质便利的信息服务,因此互联网技术研发人员要充分地利用现有资源,不断促进5G无线通信技术的发展与创新,国家也需制定有关政策扶持5G无线通信技术的研发,保证5G无线通信技术可以在最大程度上得到长远发展。

2 5G无线通信技术的特点及优势

2.1 5G无线通信技术的特点

5G无线通信技术具备广链接、高速率以及低时延的特点,在近几年中成为了移动通信技术发展的核心。高速率能够满足于各类热点场景中的数据传输需求,做到省时省力,低时延可以显著提升用户体验,满足实时性需求,如远程医疗和自动驾驶等,广链接是基于5G的超大网络容量,能够提供巨量设备的互通能力,满足基础通信需求的同时加速促进了互联网的发展。

2.2 5G无线通信技术的优势

5G无线通信技术在便捷性、系统安全性以及网络稳定性等方面进行了升级,在实际应用过程中网络布局兼容性强,能够保证数据传输的速率,还能够最大程度降低网络通信堵塞情况,使其高速稳定进行[3-5]。从成本方面进行对比,5G使用的成本要低于其他通信技术,对能源的消耗也较少,还能够有效利用各类新型能源,迎合了节能环保的需求,同时5G的系统容量大,能够支持更多的网络设备,增加了用户在日常生活中的使用频率。

3 5G无线通信技术的相关应用

3.1 智能电网中的应用

5G无线通信技术在智能电网中具有显著的应用价值,相比4G无线通信技术150 Mb/s的传输速度而言,5G无线通信技术的传输速度达到了15 Gb/s,而且能够同时实现100 ms以下的网络时延,满足智能电网的各类业务需求。此外,5G无线通信技术在智能电网的应用过程中,D2D技术、网络切片技术、新型多天线传输技术以及C-RAN接入网架构能够使其自身优势得到充分发挥,高智能电网的无线信号覆盖能力能够通过新型多天线传输技术进行提高,2D天线阵列可以采用3D天线阵列进行取代,3D-MIMO技术能够有效地避免用户之间的干扰[6]。

D2D技术可以实现直接的通信终端通信,大幅度提高了信道质量和覆盖能力,降低了通信时延,还使得连接方式变得多样化,为网络架构的实现提供支持,进一步提升了智能电网通信的可靠性。C-RAN接入网架构基于RRU接口定义,实现集中控制,降低了智能电网的运营成本,进一步提高智能电网维护管理的便利性。网络切片技术的应用主要是根据智能电网的智能抄表切片、控制切片、通信切片以及检测切片展开,具有针对性地制定方案,可以顺利实现5G网络功能模块化,让智能电网得到更充足的动力。为了使5G无线通信技术带给智能化电网更好的服务,需重视5G无线通信技术的精准负荷控制、低压用电信息采集、分布式电源控制以及智能自动化配电。无线接入网是指固定用户全部或部分以无线的方式接入到交换机,通常无线接入网所接入的交换机是指PSTN交换机,但也可以是ISDN交换机。接入PSTN交换机的无线接入网如图1所示。

图1 接入PSTN交换机的无线接入网

3.2 无人驾驶汽车中的应用

5G无线通信技术推动无人驾驶汽车技术更加成熟,由于前几代通信技术的传输信息时延较长,汽车处理突发事件的时间较长,使无人驾驶危险性变高,因此许多无人驾驶实验均以失败告终。5G无线通信技术的网络传输延时较短,当汽车在遇到障碍物或其他紧急状况时可以迅速发出路况信息,使汽车具备足够的时间完成刹车或变道,大幅度提高了汽车驾驶安全性,利于国家对无人驾驶技术展开相关实验。

3.3 推动物联网产业链建设中的应用

4G时代能够通过物联网智能控制部分物品,如手环和手机等,控制范围较小。在5G无线通信技术推出后对于物联网产业产生了巨大影响,可以控制日常家用电器及其他电子设备,使生活变得更加方便快捷。

3.4 移动图书馆中的应用

5G无线通信技术可以进一步提高移动图书馆的管理效率。移动图书馆是智能手机中的图书馆移动服务,目前4G技术已普遍应用于移动图书馆中,但是与5G无线通信技术相比较,4G技术的运行速度和数据传输速度明显较慢,不能全面实现网络覆盖等一系列问题,从而影响用户体验。将5G无线通信技术应用于移动图书馆中,应着重于推送信息、电子阅读功能、远程教育服务、咨询服务以及信息共享服务等各项服务,结合5G无线通信技术深入探索“智慧图书馆”,进一步提升移动图书馆的用户体验,联络读者、设备、图书管理员以及信息资源之间的关系,同时促进信息流、读者流以及设备流间的融合,满足读者的需求。

3.5 城市轨道交通中的应用

5G无线通信技术一定会应用于城市轨道交通中,在城市轨道交通实际应用的过程中应重点关注网络架构和综合承载,重点解决信号覆盖、频带资源、区间信号切换以及应用开发等问题[7]。综合承载需要关注4种城市轨道交通无线网络通信,包括乘客无线网络、公安无线网络、运营无线网络以及生产无线网络。移动运营商建造乘客无线网络,单独设立运营无线网络,与地面公安无线通信制式结合,选择公安无线网络,在生产无线网络时应用5G无线通信技术,综合承载各种类型的业务。网络架构需要与城市轨道交通的应用场景需求进行融合,针对性地进行5G网络架构建设,将5G核心网设备和各系统应用服务器分布在控制中心,将CU云单元、AU接入单元、边缘应用服务器、边缘核心网设备以及无线天馈设备部署在车辆聚集的地方,将AU接入单元和天馈设备部署在隧道中,车载5G接入设备安装到列车上,由此建造全覆盖的5G生产无线网络,综合承载各种类型业务。

频带资源问题的解决需要结合5G时代的城市轨道交通频带分配方案,充分利用频带资源,解决信号覆盖的问题需要结合5G无线天馈系统的无线信号覆盖方式[8]。此外,需要考虑采用漏泄同轴电缆的隧道区间无线信号覆盖,在对覆盖方案进行设计的过程中需要将车体屏蔽损耗及附加耦合损耗作为依据,同时在区间天馈方案设计中需重点体现出对区间信号切换问题的解决,系统还用重视列车运行速度、切换时间的要求以及越区切换地带的重叠区覆盖距离等。应用开发问题的解决需要重点关注大数据、SDN、NFV以及云计算等新型技术的应用,应该将丰富的宽带资源及先进的基础网络技术作为相关应用开发的基础。

4 结 论

5G无线通信技术的出现推动了通信行业的进一步发展,在其影响之下,使得传输数据变得更加安全迅速,同时能够全面结合全球网络。并且5G无线通信技术兼容性极强,可以在诸多领域中得到运用,因此需要继续分析研究5G无线通信技术,夯实5G无线通信技术的应用基础,促进社会进步。

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