大数据时代下,5G移动通信技术的应用逐步覆盖各行各业,极大地改变了人们的生活、生产方式。文章结合5G移动通信技术的特点及关键技术,探讨了大数据时代5G移动通信技术的应用及趋势,以期为我国5G关键技术领域话语权的提升建言献策。5G,即第五代移动通信技术标准,其具有高速度、泛在网、低延时等典型特点,以小于1 ms的延迟与峰值高达10 Gbps的传输速率著称,为用户实时获取周边信息提供了技术支持。随着大数据时代的到来,5G移动通信技术显示出更宽广的适用范围、更精准的服务内容、更长足的技术发展,并逐步朝着万物互联、生活云端化、智能交互方向发展。
一、5G移动通信技术概述
2016年年底,在乌镇第三节世界互联网大会上,美国高通公司提出了可实现“万物互联”的5G技术原型,随后,5G移动通信技术以汹涌姿态澎湃而来。所谓的5G移动通信技术,是在4G基础上的提升,指的是具有极快下行速度的移动通信标准。
1.5G移动通信技术的特征
总体来看,5G移动通信技术具有三大典型特征:一是高速率。随着移动通信技术的发展与进步,短短10年的历史,人们见证了移动网络从2G到3G,再到4G,5G的速度提升。当然,4G的速率峰值不超过100M,仅为5G的1%,除了具备4G基础功能以外,5G还将智能应用、远程操控、智慧物联、虚拟现实等技术一网打尽,而这均依赖于5G超高的传输速率。二是泛在网。
较4G移动通信技术相比,5G的通信覆盖面更为宽广,其不仅全面覆盖了社会公共场所,还借助点对点物理层传输、信道编译码等技术延伸至传统移动通信技术所难以企及的室内空间,旨在为用户创设一个无所不在的泛在网络,实现任意时间、地点、人物的无碍沟通。三是低延时。作为移动通信技术的关键问题之一,延时问题一直以来备受业界关注,传统3G网络延迟约100 ms,4G提升至20~30 ms,而5G網络延时不超过1 ms,这种低延迟极大地提升了网络上传、下载速度,缩短了用户等待响应时间。
2. 5G移动通信技术的关键技术
为了提高用户体验,5G移动通信技术突破传统无线传输与信道建模,以高性能、多维度、高密度的无线网络、无线传输技术赋予5G强大的应用性能。其一,高频传输技术。面对逐年递增的移动用户规模,频谱资源日趋稀缺化,为了提升频谱利用率,5G移动通信技术借助高频段传输成功将带宽拓展至273.5GHz,不仅有效缩减了通信设备的尺寸,还极大地提升了短距离范围内信息的传输速度,满足了用户的高容量、高速率等多元需求。
其二,MIMO技术。该技术即大规模多输入多输出技术,属于无线天线技术的一种,主要通过合理分割传输资料,促使其通过多元天线均匀、同步地传送,最后将资料重新整合,达到提升传输速率之效。其三,双工技术。该技术提供了同一物理信道上双重方向的信号传送,有效消除了通信双工节点发射机信号干扰,实现了发射信号与接收信号的同步同频,极大地提升了频谱效率与5G网络灵活性。其四,D2D技术。该技术属于补充性技术,负责精简数据资源,实现无线数据流量,提升通信全流程的完整性与抗干扰性。
综上,作为第五代移动通信技术,5G不仅是4G的延伸,还是对现有无限通信技术的演进,其最为显著的革新集中在技术标准方面,这使得5G服务对象逐步由传统的人与人通信转向人与人、人与物、物与物的通信,如此纷繁复杂的信息交换会导致通信数据呈指数级增长,因此,5G移动通信技术注定离不开大数据的支持。在大数据时代,5G移动通信技术拥有更大的容量与更快的数据处理速度,通过手机、可穿戴设备等其他联网硬件推出更多服务,以此带来应用和发展的爆发式增长。然而,5G移动通信技术仍缺乏一个统一的标准,因此,还需国内外各方贡献最新研究成果,通过合作实现多方共赢。