5G通信技术应用场景和关键技术探讨杜明鹤

5G通信技术应用场景和关键技术探讨杜明鹤

杜明鹤宋文婷

国核电力规划设计研究院有限公司北京市100095

摘要：如今我们基本已经普及了4G无线网络，并且向5G网络时代迈进，而且从5G无线通信网络的概念来说，未来我们会迈进一个高智能高融合的网络时代。为了使得5G无线网络得到有效开展，我们必须要加强对于无线网络技术的研究，认真分析并且制定出解决各种干扰的方案，从而提高所有资源的使用率。

关键词：5G；通信技术；应用场景；关键技术

1、5G通信技术的特点

1.1扩展性

5G通信依托于原有的通信技术，并着眼于实际，对原有通信技术的技术优势进行整合，进行通信技术的拓展。在这一基础上，使得5G通信技术能够为用户提供更多、更为多元化的用户体验[1]。2017年，我国进行了首次5G基站覆盖能力测试，本次测试采用大规模天线技术，在3.5GHz频段下保持100Mbps下载速率下覆盖距离超过2km，达到与2.6GHz频段4G基站相近的覆盖能力，并且网络信号强度较高，能够同时满足不同地区的不同用户不同的通信诉求。

1.2节能性

在相应通信技术的支持下，实现了对信息组织网、信息中心网的高效构建，降低网络建设成本，提升了网络内部的信息交互速率，使得5G通信技术的节能性得到了显著提升，整个通信组网的能耗控制在低区间，降低了电信运营商以及用户在5G通信技术使用过程之中所承担的费用，提升了5G通信技术的实用性。能够最大程度地减少外部环境对整个通信活动的影响，为用户提供高质量的通信服务，进而在市场竞争之中获取更多的主动权，占据更多的市场份额。

1.3可靠性

电信运营商为了满足用户的使用需求，在电网组网的过程之中，投入资源，进行通信技术的开发以及创新，来保证通信网络的吞吐量，在短时间为更多的用户提供更为优质的服务。5G通信技术使得整个无线通信网络扩展系统容量得到提升，提升信息数据传输的稳定性，在短时间内实现视频、音频以及图片信息的快速传播，使得5G无线通信网络自身拥有较为庞大的系统容量，能够满足现象级移动通信访问量的使用需求，为人们的社会生活提供更为便捷稳定的无线通信服务。

2、5G通信技术应用场景分析

对5G通信技术应用场景的梳理，有助于技术人员在思维层面形成系统性认知明确5G通信技术在使用环节的注意事项，理顺技术应用流程，增强技术应用的针对性与有效性。与前四代通信网络相比，5G通信网络在流量密度、延时、连接数量以及上网速度等方面实现了质的提升，为用户提供了更为舒畅的用户体验，进一步满足了三网合一以及物联网对于数据信息交互的要求。从整体层面来看，大致上可以将5G通信技术的应用场景划分为连续广域覆盖、低功耗大连接、低延时以及高容量等4个场景[1]。具体来看，5G通信技术的连续广域覆盖能够满足用户在移动的情况下，快速获取各类互联网资源，流畅开展互联网业务，5G通信网络的目标在于为用户提供百兆以上的上网体验，进一步扩大网络的覆盖范围。随着移动通信终端的普及，在办公区、体育场以及商场等人口密集地区，逐步形成高容量热点区域，通信网络需要在短时间内为大量用户提供高质量的上网服务，满足用户的通信需求。但是在传统的通信网络之中，由于网络自身架构等方面的问题，热点场景下，通信网络速度不断下降，用户体验感持续降低，而5G通信技术则在很大程度上，改善了这一情况，通过对一系列技术的合理使用，提升了网络的服务能力，降低网络的延时性，不仅为用户的上网提供更加流畅的体验，也为后续物联网的架设提供了技术支持。例如5G网络能够实现ms级别的网络延时，切实强化了网络运行的可靠性，有效弥补了过往通信网络在运行环节存在的问题，增强了5G网络运行的有效性与稳定性。

3、5G无线网络关键技术

3.1大规模MIMO技术

MIMO技术就是通过多个端口输入或通过多个端口输出，它不仅可以使发射功率加大还可以使通信带宽加大，对于早期的MIMO而言，它仅仅能够完成单点对单点的工作，而现如今无线网络日新月异，基本已经能够完成单点对多点的工作。为了满足时频资源的需求量，我们可以运用MIMO技术，在发射或者接受端铺设很多天线，随着网络技术的研究开展，现如今基本可以完成云无线连接，从而为提升5G无线通信技术做出贡献。

3.2终端直通技术（D2D）

5G无线通信技术有很多，D2D技术是其中一个。运用D2D技术不仅可以精简所有资源还可以有效的降低信息传递过程中的外界干扰，从而控制信息传输成本。另外，为了更好的运用D2D技术，在实际运用过程期间，我们需要认真分析无线资源管理问题以及加强对于通信实时性的保证，从而使得5G无线网络通信技术得到更广泛的运用。

3.3高频段通信

移动通信传统工作频段主要集中在3GHz以下，这使得频谱资源十分紧张，而在高频段（如毫米波、厘米波）可用频谱资源丰富，可以实现高速短距离通信，并支持5G容量和传输速率等方面的需求。高频段的应用是未来移动通信的发展趋势，业界对此高度关注。充足的可用带宽、小型化的天线和设备、较高的天线增益是高频段通信的主要优点，但也存在传输距离短、绕射能力差、易受环境影响等缺点，射频器件、系统设计等方面的问题也有待进一步研究和解决。

3.4新型多址技术（NOMA）

随着智能终端普及和移动新业务需求迅猛增长，现有的无线传输速率已经无法满足。因此业内提出采用新型多址接入复用方式，即非正交多址接入（NOMA）。与传统接入方式不同，NOMA在发送端采用非正交发送，主动引入干扰信息，在接收端通过串行干扰删除技术实现正确解调，其基本思想是利用复杂的接收机设计来换取更高的频谱效率。NOMA可将一个资源分配给多个用户，特别是上行密集的应用场景，NOMA有着明显的性能优势，更适合未来网络的部署。经研究证实在城区采用NOMA技术可使宏蜂窝的总吞吐量提高50%左右。

3.5超密集网络

随着各种智能终端的普及，面向未来的移动数据流量将呈爆炸式增长。数据业务将主要集中在室内和热点地区，减小小区半径，增加低功率节点数量，是保证未来5G网络支持超高流量增长的关键技术之一。超密集网络能够改善网络覆盖，大幅度提升系统容量，具有更灵活的网络部署和更高效的频率复用。与此同时，节点间距离的减少，小区边界数量剧增，越发密集的网络部署将使得网络结构更加复杂，干扰消除、小区间切换、基于终端能力提升的移动性增强方案等都是目前研究的热点。

4、结语

5G通信技术的应用给经济生产以及社会生活带来积极作用，为了确保5G通信技术的合理化使用，提升通信技术应用效能，文章在明确5G通信技术的拓展性、节能性以及可靠性等特点的基础上，逐步探究其应用场景，对关键技术进行厘清，在思维层面形成正确的认知，为后续5G通信网络组网工作的开展创造了便利条件。

参考文献：

[1]方汝仪.5G移动通信网络关键技术及分析[J].信息价书，2017（4）：65-66.

[2]戢玉兵.5G移动通信网络关键技术及分析[J].数字技术与应用，2017（10）：31-32.

[3]张培庆.5G无线通信技术的应用前景分析[J].无线互联科技，2016（5）：24-25.

[4]魏博文.5G移动通信发展趋势与若干关键技术分析[J].数字技术与应用，2017（8）：78-79.

[5]陈涛.关于5G移动通信关键技术的分析及其未来发展前景分析[J].中国新通信，2017（6）：99-101.