浅谈 5G通信技术应用场景及关键技术

浅谈 5G通信技术应用场景及关键技术

黄亮

中国移动通信集团吉林有限公司长春分公司 130033

摘要：随着科学技术的发展，我国的5G通信技术有了很大进展，其在促进移动通信技术的快速发展和智能服务终端化等方面具有很大帮助。本文分析了5G通信技术在增强移动宽带、超高可靠与低时延通信、大规模机器类通信等应用场景，并探究了其智能化技术、多天线传输技术、同时同频双全工技术等各项关键技术。

关键词：5G通信技术；移动物联网；多天线传输技术；新型网络架构技术

引言

5G通信技术较4G通信技术不同的是：其传输速率不仅得到了有效的提升，而且连接设备的密度也在逐渐的提高，这样就大大提高了用户的体验。因此，为了实现5G技术的全方位覆盖，不断的满足日益增长的移动业务量需求，就应加大对5G技术应用场景以及关键技术的分析力度，确保充分的发挥出5G技术的应用性能，以此就能实现人与人、人与物、物与物的良好沟通。本文就针对5G通信技术应用场景和关键技术展开具体的分析与讨论

1 5G通信技术特点

5G通信技术的特点主要表现在如下2个方面。第一，节能性。在其他通信技术的支持下，构建了高效的信息组织网以及信息中心网，节约了建设通信网络的成本，网络系统中的信息交互性得到了改善，节能效果良好，实用性得到进一步的提高，可以减少外部环境对通信的影响，保证优质的通信质量。第二，拓展性。5G技术通过整合原有的通信技术，令5G通信技术可以为用户提供多方位的用户体验，理论上5G的速度将达到5Gb/s，甚至是10Gb/s，大约是4G网络的50倍到100倍，且网络信号的强度也比较高，可以更好地满足不同区域、不同用户的不同通信需要。

25G通信技术的应用场景分析

2.1增强型移动宽带

增强型移动宽带应用于4G网络，需要满足连续广域覆盖及热点地区高容量的需求，在移动型宽带业务的场景下，能够进一步提升用户体验等性能，其应用作用主要在于追求人与人之间极致的通信体验、超高清视频等大流量业务。增强型移动宽带在5G网络上的应用，能够获得更快速、更稳定的使用。

2.2大连接物联网

将整个物理世界通过互联网连接起来，也即物联网，通过物体和环境间的自由交互和处理，成为了电力、交通、工业控制、公用事业管理、医疗保健、水资源管理和采矿等领域的固有组成部分。无线网络是物联网的关键使能技术之一，其灵活性、可扩展性和成本低廉的特点使得它可普遍用于最后一公里连接。物联网的网络属性和流量模型与传统通信系统的属性和流量模型本质上不同，传统通信系统旨在传输语音、数据和多媒体，而物联网面临着现有网络协议无法解决的许多独特挑战，包括巨大数量的设备，在有限带宽的大规模网络中传输大量突发数据，以及适应各种流量模式和服务质量要求的能力。一些物联网应用具有严格的延迟和可靠性要求，这是现有无线网络所无法满足的。而最新通信技术———5G通信技术的研究成功正好解决了这个问题。

2.3低延时、高可靠连接

在以往的通信网络体系中，不同种类的通信技术之间的兼容性较差，致使运营商的成本较高。5G通信技术有效改善了该问题，令网络的兼容性大幅提高。不同种类的通信技术加入到5G网络中十分便捷，可以保证各通信设备的平稳、高速运转，合理控制运营商的成本，提高运营的收益。主要的时延指标如下，在eMBB中，时延指标为4ms；在uRLLC中，时延指标为0.5ms；在eV2X中，时延为3～10ms；在前传时延中，时延指标为100μs。由于5G通信技术具有延时小的特点，所以在电子医疗的领域以及汽车的无人驾驶领域都取得了广泛的应用。

3 5G的关键技术

3.1高频段通信

就针对传统的工作频段而言，其主要集中在3GHz以下，这样就会无法满足频谱资源的高使用需求。而对于高频段通信而言，其不仅频谱资源较为丰富，而且还能实现短距离通信，这样就减少了不必要的能源消耗和实现了成本的有效节约。此外，高频段通信还支持5G技术，且具有较高的传输效率。因此，高频段通信也将成为未来通信行业的主要发展趋势。其中，高频段通信的主要优点为：（1）具有较为充足的带宽资源，这样就能满足人们的高资源需求，有效的解决了网络堵塞以及卡顿的现象。（2）小型化的天线和设备。传统的频段通信技术，需要依靠较大的通信设备才能实现数据的交流，这样就会在一定程度上增大了数据的通信压力。而高频段通信的使用就能有效的避免出现这一现象，只需使用较小的通信设备就能实现端到端的交流。但是，高频段通信在实际的应用过程中，还存在着：传输距离短、易受环境影响等忒单。因此，在后续的研发工作中，就应注重对其性能的改善，确保充分的发挥出其的应用有效性。

3.2低时延全光组网技术

低时延全光组网技术，对社会的来说起着很重要的作用。可以在无人机上应用这一技术，在发生地震或者火灾时，利用无人机对发生事故的现场进行勘察，可以及时的反馈出当地发生的情况，救援人员在进行救援时可以大大的降低事故率。及时高效的传递信息这一特点可以帮助救援人员对当时的情况进行分析，有利于救援行动的展开。社会的发展大大影响着人们的生活，无人驾驶汽车也出现在人们的视野中，利用5G技术所具有的特点，推动了汽车行业的进一步发展，人性化的5G技术对社会的发展起到了促进作用。

3.3超密集组网技术

该项技术的实现可以依靠增大基站的密度，特别是小型的通信基站的部署在一定程度上有效增大了频率复用效率，建立了系统完善的通信体系。该项技术主要由两大部分组成，一个是无线物理技术，另一个是虚拟层技术。前者主要包括多址技术、编码技术及MAC技术等。这些技术的应用，大幅提高了5G网络的频谱带宽的利用率，同时还进一步增强了网络热点的信号强度，可以满足用户在不同场景中的通信需求，消除通信的盲点，扩大网络的覆盖范围，提高5G通信系统的容量，令5G网络的结构呈现出立体化的特点。虚拟层技术指的是利用单层的实体网络，搭建多层的虚拟网络。虚拟网络最主要的平台是宏基站，负责对虚拟层做出指令控制，达到高效管理的目标。在虚拟层的支持下，技术工作者能够实时调控单载波及多载波，实现对5G网络的动态监管。电信运营商可以按照业务的种类以及用户的实际通信需求，灵活地调整网络配置，提高对网络资源的利用率，以免存在资源配置不均的问题，保证通信服务的优质、高效。

3.4新型多址技术

智能终端普及程度不断增加，相关业务也在迅猛增长，对无线传输速率的要求更大。新型多址介入复用模式，不同于传统的接入方式，其复杂的接收机设计，可以提高频谱效率，在发送端采用非正交发送，主动引入干扰信息，再通过串行干扰删除技术，在接收端实现正确解调。新型多址技术可以在上行密集的应用场景，依靠性能上优势，将一个资源对多个用户进行分配，更加适合未来网络的部署。

结语

综上所述，5G移动通信技术是开启高速连接、泛在网络、万物互联的未来通信大门的金钥匙，随着5G移动通信技术标准的确定及不断完善，5G通信技术在各场景的应用将给通信技术注入新鲜血液，为社会经济发展注入新的活力，也将带来一场新的互联网商业模式变革。

参考文献

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[2]丁　聪.5G通信技术应用场景和关键技术探讨[J].通讯世界，2019，26（5）：98-99.

[3]吴　泉.5G通信技术应用场景及关键技术分析[J].网络安全技术与应用，2019，（5）：61-62.