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摘 要：移动通信诞生自20世纪80年代，到现在已经快有四十年的发展了，而且在近十年经历了爆发式的发展。它已经像水和电一样成为社会发展不可或缺的基础设施，一直助力各行各业的发展，而且国家政府一直把通信发展作为国家的战略。不过随着大数据和人工智能时代的来临，国家的经济发展对移动通信的发展提出了新的要求和期望。本文主要对5G移动通信不同应用场景下的发展及其关键技术进行了探讨。
1 移动通信的发展史
1.1 1G
第一代移动通信技术（1G）是最早的移动通信技术，制定于20世纪80年代。采用FDMA（频分多址），只能进行语音通话。
1.2 2G
第二代手机通信技术（2G），采用TDMA（时分多址），是以数字传输技术为关键技术，能进行语音通话和慢速的数据通信，比如能够传输短信，但是不能传输大量的数字内容。
1.3 3G
第三代移动通信技术（3G），采用CDMA（码分多址），比2G增加一个多媒体数据业务。3G在数字传输速度上有很大的提升，主要标准有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA，能够进行大量图文的传输，但是不能进行更快速度的传输，比如高清视频的传输。
1.4 4G
第四代移动通信技术（4G），采用OFDMA（正交频分多址），在3G基础上提高了数据通信速度，典型的是进行视频等高速信息通信业务。它的主要有两种：TD-LTE和FDD-LTE。3G主要传输图文，4G能做像高清视频这些包括大量数据内容的业务。所以在4G时代，出现了例如视频网站、网络直播平台、在线教育平台等一些以视频内容为主的网络应用。现在用户们能够体验这些良好的服务皆因4G通信技术的发展。
1.5 5G
5G通信速度进一步提升，能够减低延迟和掉线密度，稳定快速移动时的信号等。
2 5G的不同应用场景
面向2020年及未来，移动互联网和物联网业务将成为移动通信发展的主要驱动力。5G将要满足人们日常生活中所有的信息化需求，以及国家在经济发展、政府办公、农业生产等各行各业的需求。
2.1 医疗
2.1.1 无所不在的物联网帮助人们保持健康
随着可穿戴的医疗设备和远程健康监测设备的普及，人们可以随时监测自己的身体指标，这样能及早发现身体异常，进行预防或者及时就医。
2.1.2 大宽带能让患者足不出户进行就医
有些急病让患者不便出行，比如骨科病人或者动手术之后的病人等，他们每次复诊都是一次头疼的事情，而且也可能不小心让患处加重。5G的带宽可以让患者随时随地跟医生进行复诊成为可能，如通过虚拟现实和视频直播等方式，这些方式都需要足够的宽带支持。
2.1.3 传输急病患者关键指标来拯救生命
5G将确保患者的关键信息进行可靠性的传递，这样在患者到达医院之前医生就了解到了患者的病情，可以提前安排手术。例如，突发心脏病的患者可以通过5G医疗网络将求救信号和身体关键信息传送到附近的医院，这样医院就可以快速派救护车前往救助以及在医院安排好相关的事宜。对于突发性疾病的救助，一分一秒都很关键，5G的发展毋庸置疑能挽救更多的病人。
2.2 交通
2.2.1 无人驾驶成为可能
无人驾驶除了要实时判断路况，也要實时接收卫星定位信号来决定如何行使。卫星信号的接收必须保证可靠性，5G网络的可靠性要比4G高很多，这样无人驾驶的完全性才能得以保障。
2.2.2 车辆中的乘客将更安全
5G让物联网得以实现，那么车联网也将实现。不仅如此，车辆和人员的信息也将相连，这样万物相连的状况会让乘客更加安全。假如发生交通意外，乘客昏迷，车辆将自动地、及时地将事故地点、周边环境、乘客信息发送给附件的医院、消防单位和交警。乘客可以得到第一时间的抢救，消防人员可以第一时间赶
来消防，交警可以第一时间赶来管制交通。
2.2.3 交通将减低拥堵
因为5G让物物相连变成可能，所以所有的行驶车辆的信息数据都会记录下来，接着设计一个庞大的车辆行驶算法来规划城市的交通运输，极大地降低交通堵塞，提高道路利用率，更好地设计城市交通运输。
2.3 教育
教育是国家以及一个民族的重中之重。但是目前教育资源极度不均衡；一线城市的孩子享受着最好的教育，而四五线城市以及农村地区的教育资源还非常匮乏。如何改变这种现状，让教育实现公平，让偏远地区的孩子不要输在起跑线上，国家正在平衡教育资源。5G的出现让教育公平有可能得到实现，网络在线教育让每个孩子都能得到最好的教育，不管他们身在何处，只要他们能够上网。
目前已经有若干在线教育平台，不过偏远地区还是因为网络通信不够导致他们无法享受这些优质的教育资源。5G到来之后，全国的网络覆盖率定会得到加强，从而促进实现教育公平。
3 5G 关键技术
3.1 大规模MIMO
MIMO 系统是依靠多多个天线所组成的系统。因此，其在网络运输的可靠性方面，能源效用方面将会有突出的表现。在MIMO 系统当中，无论是接收器或是发射器都配置了大量的天线元件。大规模MIMO 系统除了拥有传统MIMO 系统的优势以外，还具有能源利用率高等特点。在大规模的MIMO 系统当中，噪声影响会消失，通过合理利用 MIMO，还可以实现MAC 层的算法简化设计。
3.2 认知无线电网络
CR 网络是一个创新型的无线网络软件技术。其一经出现便被誉为了一个具有良好前景的网络技术。在网络系统中采用CR 网络，将会使无线电频谱在短时间内得到充分使用。CR 网络将会自动感知周围的网络传输效率，并且会根据实际情况进行调节。并且在CR 网络当中，可以利用用户没有使用过的频谱资源。而在抗干扰的CR 网络当中，用户可以与授权系统共享资源。
3.3 绿色通信
5G 无线通信网络系统的设计应在最大限度上面考虑能耗问题，实现无线通信领域的绿色化。而减少能耗问题也是世界各地网络运用商亟需解决的问题之一。减少网络能耗将会减少二氧化碳的排放量。VLC 技术与毫米波技术则被认为是高效节能的有效方法。例如在 VLC 系统中，一个灯泡消耗的能量比其RF 的等价传送环境下数据消耗的能量少很多。
4 结论
目前，通信系统已经成为了我国经济发展与社会建设的主要原动力。为满足人们日益增长的网络需求，通信系统还应不断发展。综上所述，5G 无线通信网络对于满足日益增长的网络市场有着鲜明的现实意义。
参考文献
[1]许方敏，仇超，赵成林.业务需求推动下的5G若干关键技术探讨[J].电子技术应用，2016，42（7）：5-7.
[2]崔建弘.5G网络在校园网应用场景中的研究[J].数码世界，2017（11）：228-228.
[3]姚姝姣.5G网络关键技术及应用场景研究[J].信息通信，2017（3）：274-275.
（作者身份证号码：32062319910507785X）
1 移动通信的发展史
1.1 1G
第一代移动通信技术（1G）是最早的移动通信技术，制定于20世纪80年代。采用FDMA（频分多址），只能进行语音通话。
1.2 2G
第二代手机通信技术（2G），采用TDMA（时分多址），是以数字传输技术为关键技术，能进行语音通话和慢速的数据通信，比如能够传输短信，但是不能传输大量的数字内容。
1.3 3G
第三代移动通信技术（3G），采用CDMA（码分多址），比2G增加一个多媒体数据业务。3G在数字传输速度上有很大的提升，主要标准有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA，能够进行大量图文的传输，但是不能进行更快速度的传输，比如高清视频的传输。
1.4 4G
第四代移动通信技术（4G），采用OFDMA（正交频分多址），在3G基础上提高了数据通信速度，典型的是进行视频等高速信息通信业务。它的主要有两种：TD-LTE和FDD-LTE。3G主要传输图文，4G能做像高清视频这些包括大量数据内容的业务。所以在4G时代，出现了例如视频网站、网络直播平台、在线教育平台等一些以视频内容为主的网络应用。现在用户们能够体验这些良好的服务皆因4G通信技术的发展。
1.5 5G
5G通信速度进一步提升，能够减低延迟和掉线密度，稳定快速移动时的信号等。
2 5G的不同应用场景
面向2020年及未来，移动互联网和物联网业务将成为移动通信发展的主要驱动力。5G将要满足人们日常生活中所有的信息化需求，以及国家在经济发展、政府办公、农业生产等各行各业的需求。
2.1 医疗
2.1.1 无所不在的物联网帮助人们保持健康
随着可穿戴的医疗设备和远程健康监测设备的普及，人们可以随时监测自己的身体指标，这样能及早发现身体异常，进行预防或者及时就医。
2.1.2 大宽带能让患者足不出户进行就医
有些急病让患者不便出行，比如骨科病人或者动手术之后的病人等，他们每次复诊都是一次头疼的事情，而且也可能不小心让患处加重。5G的带宽可以让患者随时随地跟医生进行复诊成为可能，如通过虚拟现实和视频直播等方式，这些方式都需要足够的宽带支持。
2.1.3 传输急病患者关键指标来拯救生命
5G将确保患者的关键信息进行可靠性的传递，这样在患者到达医院之前医生就了解到了患者的病情，可以提前安排手术。例如，突发心脏病的患者可以通过5G医疗网络将求救信号和身体关键信息传送到附近的医院，这样医院就可以快速派救护车前往救助以及在医院安排好相关的事宜。对于突发性疾病的救助，一分一秒都很关键，5G的发展毋庸置疑能挽救更多的病人。
2.2 交通
2.2.1 无人驾驶成为可能
无人驾驶除了要实时判断路况，也要實时接收卫星定位信号来决定如何行使。卫星信号的接收必须保证可靠性，5G网络的可靠性要比4G高很多，这样无人驾驶的完全性才能得以保障。
2.2.2 车辆中的乘客将更安全
5G让物联网得以实现，那么车联网也将实现。不仅如此，车辆和人员的信息也将相连，这样万物相连的状况会让乘客更加安全。假如发生交通意外，乘客昏迷，车辆将自动地、及时地将事故地点、周边环境、乘客信息发送给附件的医院、消防单位和交警。乘客可以得到第一时间的抢救，消防人员可以第一时间赶
来消防，交警可以第一时间赶来管制交通。
2.2.3 交通将减低拥堵
因为5G让物物相连变成可能，所以所有的行驶车辆的信息数据都会记录下来，接着设计一个庞大的车辆行驶算法来规划城市的交通运输，极大地降低交通堵塞，提高道路利用率，更好地设计城市交通运输。
2.3 教育
教育是国家以及一个民族的重中之重。但是目前教育资源极度不均衡；一线城市的孩子享受着最好的教育，而四五线城市以及农村地区的教育资源还非常匮乏。如何改变这种现状，让教育实现公平，让偏远地区的孩子不要输在起跑线上，国家正在平衡教育资源。5G的出现让教育公平有可能得到实现，网络在线教育让每个孩子都能得到最好的教育，不管他们身在何处，只要他们能够上网。
目前已经有若干在线教育平台，不过偏远地区还是因为网络通信不够导致他们无法享受这些优质的教育资源。5G到来之后，全国的网络覆盖率定会得到加强，从而促进实现教育公平。
3 5G 关键技术
3.1 大规模MIMO
MIMO 系统是依靠多多个天线所组成的系统。因此，其在网络运输的可靠性方面，能源效用方面将会有突出的表现。在MIMO 系统当中，无论是接收器或是发射器都配置了大量的天线元件。大规模MIMO 系统除了拥有传统MIMO 系统的优势以外，还具有能源利用率高等特点。在大规模的MIMO 系统当中，噪声影响会消失，通过合理利用 MIMO，还可以实现MAC 层的算法简化设计。
3.2 认知无线电网络
CR 网络是一个创新型的无线网络软件技术。其一经出现便被誉为了一个具有良好前景的网络技术。在网络系统中采用CR 网络，将会使无线电频谱在短时间内得到充分使用。CR 网络将会自动感知周围的网络传输效率，并且会根据实际情况进行调节。并且在CR 网络当中，可以利用用户没有使用过的频谱资源。而在抗干扰的CR 网络当中，用户可以与授权系统共享资源。
3.3 绿色通信
5G 无线通信网络系统的设计应在最大限度上面考虑能耗问题，实现无线通信领域的绿色化。而减少能耗问题也是世界各地网络运用商亟需解决的问题之一。减少网络能耗将会减少二氧化碳的排放量。VLC 技术与毫米波技术则被认为是高效节能的有效方法。例如在 VLC 系统中，一个灯泡消耗的能量比其RF 的等价传送环境下数据消耗的能量少很多。
4 结论
目前，通信系统已经成为了我国经济发展与社会建设的主要原动力。为满足人们日益增长的网络需求，通信系统还应不断发展。综上所述，5G 无线通信网络对于满足日益增长的网络市场有着鲜明的现实意义。
参考文献
[1]许方敏，仇超，赵成林.业务需求推动下的5G若干关键技术探讨[J].电子技术应用，2016，42（7）：5-7.
[2]崔建弘.5G网络在校园网应用场景中的研究[J].数码世界，2017（11）：228-228.
[3]姚姝姣.5G网络关键技术及应用场景研究[J].信息通信，2017（3）：274-275.
（作者身份证号码：32062319910507785X）