关于5G技术发展与行业应用探讨

来源 :中国新通信·理论版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vkw74
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  摘 要:随着科学技术的不断发展,5G技术也在逐渐走向成熟,和目前主流的4G技术相比,5G技术的宽带更高、时延更低,可以促使行业实现巨大的进步。最近几年,越来越多的技术尝试与5G技术相融合,不仅让这些技术更加的完善,同时也让越来越多的高科技产品走进市场,改善了人们的生活质量。笔者结合多年工作经验,深入分析5G技术的发展与行业的应用,希望能为相关的技术人员提供参考与借鉴。
  关键词:5G技术;移动通信;应用
  一、5G技术的特点
  虽然目前的主流移动网络仍然是4G网络,但是由于5G的优势明显,而且数据传输的成本也更低,相信在走向成熟以后肯定能快速抢占市场。相较于4G网络技术,无线技术和5G网络的契合度明显更高,而且5G网络的传输速率最高能够达到20Gb/S,而且数据传输的稳定性和安全性都比4G网络有了很大的提升,此外,因为5G网络的时延更低,所以数据传输中遇到的延迟现象也会明显减少。
  5G网络的特点主要有在以下几个方面:
  (一)用户体验良好。因为5G网络的时延低、传输速率高而且传输稳定,能够满足用户的各项需求,这在用户的需求朝着多样化发展的今天是十分重要的;
  (二)能同时响应多个服务请求。和4G相比,5G网络能够在同一时间内响应多个用户的服务请求,在业务繁忙的时候能够进行快速处理,使得总体性能都有了较大的提升;
  (三)网络切片技术。5G网络的应用场景都有不同的需求,这些需求往往是互相矛盾而且差异巨大的,所以一个统一的网络很难同时满足这些要求。所以5G网络使用了网络切片技术来应对这项挑战。网络切片技术能够将各个行业和场景都分成独立的切片,并为每个切片都提供个性化的服务,使得5G网络能够真正满足用户所有的要求。
  (四)传输速率高,传输过程稳定。根据实际的实验结果来看,5G网络的传输速率最高能够达到20Gb/S,而且在下载大文件的时候出现错误的次数明显比4G网络要少。
  二、5G技术的具体应用
  (一)5G技术在移动通信网络中的应用
  Massive MIMO技术,中文名叫大规模天线系统,是5G网络能够实现高速率的关键所在。Massive MIMO技术能够使4G网络的八根天线提高到上百根甚至是上千根的水平,使5G网络的传输性能得到了极大的提升。通过这项技术,在一个基站的覆盖范围内的多个用户能够进行实时通讯,有效提高了互联网资源的利用率。
  目前,我国通信行业内的许多企业都进行了有关Massive MIMO技术的测试,以大唐企业为例,进行测试的条件是:频率为3.5Hz的基站,宽带为100z的电线以及256根天线。在这次测试中,网络的传输速率最高可达4Gb/s,是应用了双流技术的网络的传输速率的8倍,这个结果表明移动网络的传输速度方面取得了非常大的进步。而且,有关技术人员通过贝尔实验得出结论:在毫米波段上应用Massive MIMO技术的话,能够有效改善通信容量,同时还会提升通讯速率。在这场实验中,技术人员们所使用的原型机的最高传输速率超过了50Gb/s,将100bps/Hz的通讯频谱效率从28GHz毫米波段中提取出来,这样便能够有效提高5G网络用户的下载速度。可以预计的是,5G网络将会在今年内实现快速普及。
  (二)5G技术在城市轨道交通中的应用
  城市轨道交通系统LTE-M系统所使用的频段是1785—1805MHz频段,不过因为各个地区的频率资源都是有使用限制的,所以通常只有10MHz的带宽资源被分配到轨道交通的应用中。出于信号系统的安全性和可靠性考虑,还要将这10MHz的带宽分成A、B双网来提高通信服务,各占5MHz。但是5MHz的带宽完全不能支撑业务要求,而且当在同一个地区出现大量的通信请求时,往往会超过网络的承载量,限制了业务的扩展工作。
  5G技术融合了多种先进的技术,其中包括了频谱技术,它能够使得在同一带宽下的数据传输速率变得更高,而且将应用频段提高能够有效缓解频谱资源紧张的情况,为业务扩展提供了帮助。
  通过结合多种技术,4G网络在传输非对称数据的时候的速率已经能够达到2Mb/s的水平,同时5G的传输速率则达到了20Gb/s。因此,在城市轨道交通中应用5G网络,不仅能够实现对传输信号的有效承载,话能够提供优质的网络服务,同时还能够扩展业务,满足更加复杂的客户需求,而且还降低了后期的维护成本。除此之外,追踪间隔还能够有效避免列车受到干扰,而且由于其按照特定的规则来运行,所以追踪间隔在确保了列车运行效率的同时也能够有效衡量列车控制系统的性能。
  按照有关规定,通信系统单路单向传输时延不超过150MHz的概率要大于98%,不超过2s的概率要大于99.92%。而通过比较在不同通信时延下的列车追踪间隔以及最优速度值可以得出,延时达到200ms的时候,列车追踪间隔为38.278,而当延时为0的时候,追踪间隔则为33.068。延时的降低能够提高系统的稳定性,保障总体安全,而通过采用5G网络技术,能够把延时控制在1m的水平内,保障了列车的安全。
  (三)5G在医疗行业的应用
  在医疗行业,5G网络技术也逐渐得到了应用。和4G网络对比,以5G网络技术作为核心的医疗护理系统的性能有了很大的提升,提高了數据传输的速率,能够满足医院中病患以及医护人员的各种需求,通过提高医疗人员的工作效率,使得医院的资源能够得到充分利用。而且,把隐私保密技术应用到5G网络技术中,还能够提高医院资料的保密性和安全性,确保重要的数据资料不会泄露。
  通过采用5G网络技术,医疗人员能够仅通过安装在病房内的信息获取终端便能够采集到患者的信息,而且还能够将其在病房内显示出来。而在PDA系统使用的5G网络技术以后,便能够使用PDA系统来扫描患者的芯片来直接获取特定的信息,比如血糖水平、体温等等,同时还能够直接上传到数据库中,通过应用数据来制定效果更好的医疗方案。   通过采用5G网络技术,医嘱会自动同步到各个系统中,而不用人工确认,简化了工作流程。同时护士能够在系统中了解到医嘱的内容,并迅速執行,提高了工作的效率。此外,医疗工作人员还能够通过各种设备收集到的数据来建立一个完整的数据库以及评估表,用来当作检测病症时的参考以及评估医疗工作人员的具体工作能力等,能够有效激发医疗人员的工作热情,使医院的服务水平得到了很大的提升。
  (四)5G在广播电视技术领域中的应用
  目前,我国已经有超过十四分之一的人口在使用移动设备观看新闻,占据了网民总数的八成左右。4G网络使得自媒体发展迅速,而5G网络则会使移动媒体的发展走进新时代。5G网络的服务能力很强,而且数据传输时延极低,可以承载很大的数据量,给用户以极佳的使用体验,当用户想要浏览新闻、观看电视的时候便能够及时获取相关信息。4G网络改变了现代人的生活方式,而5G却会改变整个现代社会,普通的用户需求在5G的高传输速度下完全不成问题,而企业等大型单位之间的大型数据传输在有了5G技术也会也能够得以实现,而且可靠性和稳定性都有了长足的进步。
  (五)5G技术在车联网领域的应用
  有关专家曾经提到5G能够把延迟控制在1ms以内,这不仅给普通用户提供了极佳的体验,也为各个行业的发展提供了机会,其中车联网的发展同样要依靠5G技术。
  车联网总共分为三个层次:传感层、网络层以及应用层。其中网络层的作用是将传感层收集到的信息数据进行分析以及处理,再把这些处理的结果传输到应用层中。网络层有接入网以及承载网两个部分组成,前者主要是无线通讯网,而后者则是广播网络或者运营商网络等。
  无人驾驶的实现是建立在及时获取信息以及对信息的快速处理的基础上的,其中数据传输过程中的延迟可能会导致重大问题的出现。因为传感层收集到的信息量是很大的,需要网络能够及时做出分析处理,显然当前的4G网络做不到这点。而5G网络技术能够实现高带宽以及高传输速率,能够很好地满足无人家属的网络需求,使得车联网能够在极短的时间内对庞大的数据进行分析出伦理,进而做出决策,从而实现无人驾驶。
  三、结语
  综上所述,5G网络技术的发展带来了一场社会变革,无论是哪个行业哪个领域,5G技术的应用一定会成为主要发展方向。而通过采用5G网络,各行各业也能够实现飞速发展,普通用户也能够更加充分的享受互联网资源。相信在不远的将来,5G技术就会很快普及到我们身边,改变着各种习以为常的事物,我们的生活质量也会因此而得到大幅的提高。
  参考文献:
  [1]许丹丹,张云勇,张道琳,张第,王笑,蔡一欣.5G时代区块链发展趋势及应用分析[J].电信科学,2020,36(03):117-124.
  [2]张云勇,严斌峰,马智.5G浪潮下的产业发展机遇[J].信息通信技术,2019,13(S1):4-9.
  作者简介:
  卢春贤(1990-),男,汉族,广西玉林人,本科学历,助理工程师,研究方向:无线通信。
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