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摘要：近年来，随着我国科学技术水平的不断发展，促进了移动通信领域科技的创新。移动通信的发展不仅改变了人们的生活方式，给生活带来很多便利，也提高了工作效率。智能家居、视频会议的应用，为人们的工作和生活带来了全新体验。我国当前对于移动通信技术的发展高度重视，在移动通信技术的研究过程中也投入了大量的人力、物力以及财力，从而保证了我国通信网络技术的不断创新。5G无线通信技术是当前时代发展的一种代表，本文主要针对5G无线通信技术的应用优势以及发展前景进行相关介绍，旨在为创新应用提供一定的参考。
关键词：5G无线通信网络；物理层；关键技术分析
引言
5G已经开始逐步进入商用阶段，但是一些关键的技术依然存在难关。5G要求更快的速度、更大的容量，对整个网络的要求非常高，在5G无线通信网络中，如何对资源进行有效的分配，是一个非常值得研究的问题。
1 5G无线通信技术的具体优势
1.1 信息传输速度方面的优势
随着我国居民生活水平的提高以及生活节奏的加快，人们对于信息传输速度和传输效率的要求也逐渐提高，在确保传输质量的同时，还要提高传输的效率。而5G技术可以保证网络技术的效率，让用户及时获取有效信息，还可以节约大量的时间。另外，5G无线通信技术还能够更好地实现信息拓展，通过资源的合理利用，降低传输过程中的成本开支，提高传输的工作效率。
1.2 安全性能上的优势
5G通信技术与4G通信技术相比，具有更强的安全性，且数据的容量及感知性能都比较好，超高的数据容量能满足人们对大数据时代下信息技术的更高要求。5G无线通信技术为数据信息的存储提供了良好的空间环境，此外还可以减少数据丢失所带来的风险。5G无线通信技术感知性能较高，可以优化密码技术及报警系统，从而有利于该技术的合理应用，促进大数据分析的发展。
1.3 应用范围方面的优势
当前，为了保证5G无线通信技术能更好地应用于社会生活与生产中，我国很多地区都在加大对移动通信技术的研究力度，因此需要加强对这一技术未来发展目标的研究。通过物联网技术的合理应用，消除空间以及时间上的障碍，确保人与人之间的距离变得更短。要实现物联网技术的良好应用，就需要加强其终端设备的使用。对于5G无线通信技术而言，其应用范围非常广，并且涉及多个领域，其中主要有家居行业、交通运输行业、医疗体系等，这些都与人们的生活息息相关。所以，5G无线通信技术的应用会给人们的生活带来更多的便利。
2 5G无线通信网络物理层关键技术
2.1 D2D
D2D模式是一种无线通信资源调度方式，是点到点的信息直接传输，即UE之间直接利用蜂窝网络的信道资源实现通信，而不需要经过基站转发，其在容量、频谱效率，速率等方面优势非常明显。当然，D2D存在的主要目的是降低基站的转发压力，一种比较普遍的方式是通过CCCH上广播D2D分配资源的信息，使得UE可以探测出周围是否存在相应的UE，并上报BS，避免D2D对蜂窝通信的干扰。基站将作为集中控制中心对D2D进行调节，但信令开销会比较大。因此，进一步探索D2D模式下的资源分配具有典型的现实意义。假设一个有中心基站的蜂窝小区，小区中存在蜂窝网络UE及D2D通信对，二者在该小区系统中进行随机分配，这是一个比较典型的混合通信网络系统形式。一个UE可以通过蜂窝网络来实现与另一个UE的通信，但需要由基站转发，而D2D通信对则由UE之间进行直接通信。
D2D通信对采取复用方式共享蜂窝资源，因为频率共享，就可以比较高效地利用无线频率资源。基于上述假设，为了使能够接入小区的UE最大化，并且尽可能提高D2D通信对的总吞吐量，因此进一步设定系统剩余n~m个空闲的通信信道，只需要在分配过程中决定特定D2D通信对复用特定的蜂窝信道，剩余D2D用户则分配空闲信道。对此，启用一个启发式算法来保证在用户容量最大化的同时实现吞吐量的最优化，中国科学院上海微系统与信息技术研究所等几个机构在这方面提出了完善的算法。按照5G超密集虚拟化组网的要求，在启发式算法下，假设一个小区的覆盖面是一个圆形区域，若该圆形区域的半径为500m，在圆形区域的圆心设立一个超级基站，在该区域范围内基站的发射功率为40dBm，蜂窝网络的发送功率为25dBm,系统带宽为10MHz。假定干扰门限定为-150dBm，那么每一个D2D用户对所引起的吞吐量，在CDF曲线上8.010处开始出现变化，曲线开始陡升，并在8.022左右达到最大值，这反映出联合通信资源分配性能非常理想。假定干扰门限定为-155dBm，允许接入的D2D用户对要受到UE之间最大间距的影响，距离越远，允许接入的UE对数越受限制。根据分析，这种情况是因为当UE相对距离越小，对基站的干扰会越小，则越容易接入；进一步来说，当间距变小，干扰变小，发送的功率也会随之降低，因此UE产生的吞吐量会增大。
2.2 大规模的MIMO技术分析
在近年来的实践经验中，很多种无线通信系统已经运用了多天线技术。而针对以往的3G和WLAN等系统进行检验发现，其多天线技术可以增强通信系统频谱的效率。而MIMO的信道数量增加和天线数量增加有着近似的表现，因此在5G系统的研究当中，要设置多数量的天线。而针对单个系统来说，其天线的数量如果增过多，会导致整个系统的空间出现被压缩的现象，这将难以确保基础性功能展示其优势。针对该环节，大规模MIMO技术的优势和作用是不容忽视的。大规模MIMO技术的分辨率较强，可以充分挖掘空间的维度资源，能够实现多个用户在一个频率中进行通信，由此满足小规模基站高频谱的信息传输要求。另外，大规模的MIMO和别的基站平台相比，其抗干扰性较强，可以在极端环境中满足数据的传输要求。目前，我国对于MIMO技术也加强了对信道模型、容量以及传输技术等多个方面的研究，在理论数据方面也有深度的分析，这对实现5G全面覆盖提供了有利保障。随着5G时代的到来，新技术能够给人们的生活、工作带来极大的便利，为促进我国经济水平的快速发展奠定坚实的保障。
2.3 毫米波高频段的通信技术分析
针对毫米波技术进行分析，发现其能够有效地对频谱资源的稀缺现象提供有效的解决办法。“毫米波”是指那些波长为1-10毫米的电磁波，在无线通信技术中，毫米波的应用逐渐受到重视。想要更好地将毫米波高频段的通信技术运用到实际工作当中，还需要对电磁波在大气传播中的特性做进一步探究。
2.4 视频会议
在我国新时代的发展过程中，人们的生活节奏以及生活速度变得更快。很多企业每天会有大量的会议，现在一般会采取视频会议的方式，这样就可以不受时间及距离的限制，改变传统会议的局限性。5G无线通信技术可以保证视频多方的交流，同时确保视频会议的画面清晰，减少画面失真的情况，提高视频会议的实施效果，为企业的发展提供良好的帮助。另外，5G无线通信技术的低延时、高传输效率等特性，可以保障视频会议的顺利进行。
结语
综上所述，按照当前5G组网趋势，无线通信资源分配可按D2D和中继两种模式进行。其中优势最显著的是D2D模式，而中继模式则相对来说要简单一些，可以顺利实现从4G过渡到5G，但是比较大的问题是如何在无缝衔接中降低时延。在低延时、大容量、高速率的要求下，D2D模式的资源分配方案相对更加理想，但是其难度实现较高。
参考文献
[1]马艳梅.基于5G无线通信技术的应用前景分析[J].计算机产品与流通，2019（10）：55.
[2]李明珲.5G无线通信技术的应用前景探讨[J].通讯世界，2019，26（9）：170-171.