5G通信技術應用場景和關鍵技術探討

◆汪小路

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5G通信技術應用場景和關鍵技術探討

◆汪小路

（中國聯通廣州分公司 廣東 510000）

4G商用的成功以及消費者對于高速通信網絡的使用訴求，使得越來越多的電信運營商投入資金、技術、人才進行5G通信技術的開發與研究。本文以5G通信技術作為研究對象，探究其應用場景，厘清關鍵技術，提供良好的用戶體驗，實現5G通信技術的快速發展。

5G通信技術 ；應用場景 ；關鍵技術

0 引言

5G通信技術與4G通信技術不同，其更加關注于Gbps用戶體驗速率，拓寬通信網絡的使用場景，提供更加穩定、高速的通信網絡使用體驗。在長期的研究過程之中，逐步形成超密集組網技術、大規模MIMO技術以及軟件定義網絡等技術機制。在通信技術的支持下，5G通信技術能夠有效滿足多元場景下，用戶對于高速度、高密度以及高轉換的通信技術使用要求。文章在全面梳理5G通信技術特點的基礎上，著眼于實際，對5G通信在數據傳輸、兼容性以及用戶服務方面的應用場景進行分析，厘清5G通信關鍵技術的類別以及特點，對5G通信技術形成完整的認知，以期為后續組網活動的開展提供理論參考。

1 5G通信技術的特點

與傳統通信技術相比，5G通信技術具有拓展性、節能性與可靠性特點，對于其技術不同特點的分析，有助于技術人員以及電信運營商形成正確的思維認知，對后續研究工作的開展準備了條件。

1.1 擴展性

5G通信依托于原有的通信技術，并著眼于實際，對原有通信技術的技術優勢進行整合，進行通信技術的拓展。在這一基礎上，使得5G通信技術能夠為用戶提供更多、更為多元化的用戶體驗[1]。2017年，我國進行了首次5G基站覆蓋能力測試，本次測試采用大規模天線技術，在3.5GHz頻段下保持100Mbps下載速率下覆蓋距離超過2km，達到與2.6GHz頻段4G基站相近的覆蓋能力，并且網絡信號強度較高，能夠同時滿足不同地區的不同用戶不同的通信訴求。

1.2 節能性

在相應通信技術的支持下，實現了對信息組織網、信息中心網的高效構建，降低網絡建設成本，提升了網絡內部的信息交互速率，使得5G通信技術的節能性得到了顯著提升，整個通信組網的能耗控制在低區間，降低了電信運營商以及用戶在5G通信技術使用過程之中所承擔的費用，提升了5G通信技術的實用性。能夠最大程度地減少外部環境對整個通信活動的影響，為用戶提供高質量的通信服務，進而在市場競爭之中獲取更多的主動權，占據更多的市場份額[2]。

1.3 可靠性

電信運營商為了滿足用戶的使用需求，在電網組網的過程之中，投入資源，進行通信技術的開發以及創新，來保證通信網絡的吞吐量，在短時間為更多的用戶提供更為優質的服務。5G通信技術使得整個無線通信網絡擴展系統容量得到提升，提升信息數據傳輸的穩定性，在短時間內實現視頻、音頻以及圖片信息的快速傳播，使得5G無線通信網絡自身擁有較為龐大的系統容量，能夠滿足現象級移動通信訪問量的使用需求，為人們的社會生活提供更為便捷穩定的無線通信服務[3]。

2 5G通信技術的應用場景

5G通信技術的應用主要涵蓋了數據高速傳輸、網絡兼容性以及用戶服務等幾個層面，對其應用場景的探討，有助于技術人員以及電信運營商逐步形成正確的思維認知，厘清5G通信技術的應用環節，為通信技術在實踐中的應用奠定了基礎。

2.1 通信數據傳輸

5G通信技術在數據傳輸方面具有明顯的技術優勢，可以達到3.6G/s，極大滿足了用戶對于高速通信的使用需求，在這一基礎上，5G通信技術的應用場景日益廣泛，服務對象的覆蓋范圍逐步擴大，例如在5G通信技術的支持下，遠程技術方案得到長足發展，其使用成本得到控制，技術實用性得到保障。同時5G通信技術延時較低，大概只有1ms左右，因此在汽車無人駕駛、電子醫療等領域得到了較好的應用。

2.2 網絡兼容性的優化

在傳統的通信網絡框架內，不同的通信技術之間兼容性不佳，使得電信運營商的運營成本大大增加。5G通信技術則在很大程度上改善了這一局面，提升了網絡的兼容性，不同的通信技術能夠較為便捷地納入5G通信網絡之中，使得各項通信設備得以穩定、高速運轉，5G通信網絡自身的成本得到控制，收益得到保證。

2.3 用戶業務的改進

5G通信技術研發的過程之中，為了保證技術的實用性，電信運營商應當從經濟層面進行考慮，控制成本，避免5G通信技術成本過高給技術推廣帶來阻礙[4]。在相關技術的支持下，電信運營上能夠根據用戶的使用訴求，采取針對性的策略，對用戶業務進行改進，以期為用戶提供更為全方位的服務。

3 5G通信關鍵技術

對5G通信關鍵技術的客觀分析，明確5G通信技術的重點環節，增強技術研發以及應用的針對性，對于5G通信網絡組網工作的開展提供了方向性引導。

3.1 多天線傳輸技術

5G通信技術借助于有源天線列陣這一技術模式，提升了通信網絡頻譜的利用效率，大大降低技術應用成本，增強了通信技術的使用效率以及質量。在實際應用環節，技術人員可以著眼于實際，采取針對性的研發手段，通過多天線傳輸技術方案，來進一步擴大5G通信網絡的覆蓋范圍，增強通信技術的效能。

3.2 大規模MIMO技術

MIMO技術能夠憑借自身的技術優勢，有效提升無線通信系統自身的頻譜效率，增強信號傳輸的質量與水平，因而被廣泛地應用于無線通信網絡的構建過程中。圖1表示大規模MIMO結構，圖2表示傳統MIMO結構。

圖1 大規模MIMO結構

圖2 傳統MIMO結構

從結構組成不難看出，傳統的MIMO技術硬件構成較為煩瑣，無線信號處理難度較大，因此大大增加了MIMO技術的使用成本[5]。在5G無線通信網絡下傳統的MIMO技術難以滿足高速數據傳輸業務的使用需求，因此需要我們對大規模MIMO技術進行科學高效的應用。與傳統MIMO技術相比較，大規模MIMO技術，使得頻譜效率比串聯MIMO增加3到5倍，在編碼發射以及解碼方面有著較大的優勢，大大提升了大規模MIMO技術無線網絡信息數據獲取的渠道，強化信息交互能力，確保信息的高速穩定交互。并且由于現階段時分雙工系統逐漸成熟，使得大規模MIMO技術能夠以分雙工系統為基礎，減少TDD系統的信道開銷，實現了5G無線網絡系統物理層技術的新突破[5]。

3.3 同時同頻雙全工技術

通信網絡在運行的過程之中，傳輸活動勢必受到環境因素的影響，為了排除外部環境因素對于5G通信技術的干擾。電信運營商采取同時同工同頻雙全技術方案，使得通信網絡在接受同頻信號的同時，能夠對信號發射機的干擾信號進行消除，增加頻譜的運行效率。但是考慮到現階段相關技術尚不成熟，其應用范圍以及應用效果相對較小，在后續的技術研發過程之中，電信運營商應當增加資源投入力度，對同時同頻雙全技術進行創新優化，以提升技術的實用性，擴大覆蓋范圍。在這一過程之中，技術人員應當對網絡框架進行調整，借助于這種方式，來提升5G通信的集中性，使得網絡能夠對用戶提供更為全面、便捷、高效的通信服務，滿足不同用戶的不同使用需求，增強通信行為的穩定性，排除外部因素的干擾。

4 結語

5G通信技術的應用給經濟生產以及社會生活帶來積極作用，為了確保5G通信技術的合理化使用，提升通信技術應用效能，文章在明確5G通信技術的拓展性、節能性以及可靠性等特點的基礎上，逐步探究其應用場景，對關鍵技術進行厘清，在思維層面形成正確的認知，為后續5G通信網絡組網工作的開展創造了便利條件。

[1]袁周陽，李超杰.5G通信技術應用場景及關鍵技術探討[J].信息通信，2017.

[2]姚姝姣.5G網絡技術及應用場景研究[J].信息通信，2017.

[3]崔建弘.5G網絡在校園網應用場景中的研究[J].數碼世界，2017.

[4]李陽德，林亮，鄭丹，黃政師.6G網絡典型應用場景與關鍵支撐技術探討[J].廣西通信技術，2017.

[5]余靜.5G網絡的關鍵技術及其應用場景[J].中國新通信，2018.