不同應用場景下的5G關鍵技術探討

劉劍宇

【摘要】 當前4G網已經得到極大普及，5G網是在其基礎上進行的創新和完善，更注重人的體驗，實現了網絡、無線、終端等多方面的創新和融合，在未來5G網將會在獲取、感知以及控制信息等方面帶來極大影響。本文重點分析不同應用場景下的5G關鍵技術。

【關鍵詞】 應用場景 5G 關鍵技術

隨著人們進入到信息化社會，信息更是呈現出爆炸式的增長，網絡面臨著新的挑戰和機遇。在4G網絡得到普及的情況下關于5G網的研究進一步深化，它將具備更高速率的寬帶接入能力，針對物聯網設備所具有的互連場景，支持低成本和大規模的介入管理。鑒于其具備的優勢，將會在醫療保健、智能通信、遠程教育和物聯網等行業得到進一步應用。

一、5G基本認識

5G（第五代移動通信）是IMT（國際移動通信）的下一階段，ITU（國際電信聯盟）對其正式命名為IMT-2020。目前，ITU正在對IMT-2020進行初步的規劃。此外，端到端系統的大多數其他變革（既包括核心網絡內的，也包括無線接入網絡內的）也將會成為未來5G系統的一部分。移動通信市場中，IMT-Advanced（包括LTE-Advanced與WMANAdvanced）系統之后的系統即為“5G”。未來的第五代移動通信系統也將大力發展IoT（物聯網）應用、機器到機器通信或以機器為中心的通信。

二、5G關鍵技術及其在不同應用場景中的應用

2.1 5G關鍵技術

當前已經公認的5G關鍵技術包含3D-MIMO技術、SDN/NFV關鍵技術、MEC（移動邊緣計算）技術、…同時同頻雙向技術、設備間直接通信技術。其中3D-MIMO技術比當前的MIMO技術分辨率更高，而且可以實現同一個時間段多個用戶進行通信；SDN/NFV關鍵技術具有較多的優點，如網絡可編程、IT虛擬化、軟硬件技術分析等?？梢栽诮尤雽拵гO備之后實現數據面與控制面板的分離，實現獨立發展，對網絡資源進行集中控制，使網絡性能得到提升，同時也是寬帶接入業務的創新能力和差異化經營能力得到提升。MEC（移動邊緣計算）技術MEC技術是以5G為演進架構，它能夠滿足新時期互聯網以及物聯網發展所提出的新需求，將互聯網業務和基站業務實現了較好的融合。

2.2 5G關鍵技術與應用場景之間的關系

5G典型的技術場景可以分為四個方面的內容，分別是低時延高可靠技術場景、低功耗連接技術場景、熱點高容量技術場景、連續廣域覆蓋技術場景。

第一，熱點高容量場景中，所面臨的極大挑戰是極高的流量密度和用戶體現，為了實現這一目的需要應用到大規模天線技術、新型多址技術等，實現頻譜效率的提升。第二，連續廣域覆蓋場景，實現用戶100Mbps的體驗，需要更多的低頻段資源使頻譜效率得到提高。第三，在低延時高可靠的場景中，需要提高網絡的可靠性，降低網絡的轉發時延等。第四，在低功耗大連接的場景中所面臨的主要挑戰為低成本和低能耗，海量數據連接等。

2.3 5G關鍵技術內容及應用場景分析——以不同應用場景中3D-MIMO技術應用為例

在大力研發5G潛在候選技術的同時，全球移動通信行業對于5G技術研發驅動因素的理解也逐步達成了共識。ITU-R（國際電信聯盟無線電通信局）確定未來的5G具有以下三大主要的應用場景：（1）增強型移動寬帶；（2）超高可靠與低延遲的通信；（3）大規模機器類通信。具體包括：Gbps移動寬帶數據接入、智慧家庭、智能建筑、語音通話、智慧城市、三維立體視頻、超高清晰度視頻、云工作、云娛樂、增強現實、行業自動化、緊急任務應用、自動駕駛汽車。

2.3.1 3D-MIMO技術簡介

3D-MIMO是無線傳輸技術發展的主要里程碑，也是應對數據呈現爆炸增長趨勢的有效手段。當前人們對于數據流量的需求增長迅速，雖然無線通訊技術已經得到了一定的發展，但是可以被使用的頻譜資源卻是十分有限的，這就必須要提高頻率資源的利用率。新型多天線技術致力于頻率效率的提高，已經被成功應用在不同方面，如3G/LTE-A等。此種技術比當前的MIMO技術分辨率更高，而且可以實現同一個時間段多個用戶進行通信，它在提高頻率資源利用效率時并不會使基站的密度增加。

2.3.2 3D-MIMO技術典型應用場景

3D-MIMO技術的典型應用場景包含高樓場景和室內場景，…3D-MIMO的優勢表現為其較大的空間自由度帶來更大的系統容量，所以需要設計出能夠進行二維波束掃描、實時波束重構的數字化陣列天線，并針對相關的天線陣列參數進行優化，開發出天線陣列樣機。

三、結語

隨著時間的不斷推進，對于5G網絡的各項研究也將會更加深入，關鍵技術更會得到明確，遇到的問題也會得到妥善有效解決。5G網將會在2020年以后得到普及和使用，屆時將會給用戶帶來更好的體驗，使移動互聯網業務朝著更好的方向邁進。

參 考 文 獻

[1]劉智博.…一種嵌入式移動數據庫樂觀事務處理策略[J].…機械設計與制造工程，2013，（05）：32-34.

[2]石炯.…5G移動通信及其關鍵技術發展研究[J].…石家莊學院學報，2015，（06）：13-15+29.endprint