5G通信技術應用場景與關鍵技術研究

摘? 要：本文就5G通信技術應用場景與關鍵技術進行了相關研究，關鍵技術包括新型網絡構架、多天線傳輸、智能化、D2D技術以及同時同頻雙全工等;而應用場景包括mMTC型應用場景、低延時和高可靠應用場景、超密集部署、宏覆蓋增強應用場景、uRLLC型應用場景、eMMB型應用場景、機器間通信場景等。

關鍵詞：5G通信技術;5G應用場景;5G關鍵技術

中圖分類號：TN929.5? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）22-0058-03

Abstract：In this paper，the application scenarios and key technologies of 5G communication technology are studied. The key technologies include new network architecture，multi antenna transmission，intelligence，D2D technology and simultaneous dual full frequency. The application scenarios include mMTC application scenario，low delay and high reliability application scenario，ultra intensive deployment，macro coverage enhancement application scenario and uRLLC application scenario，eMMB application scenarios，inter machine communication scenarios，etc.

Keywords：5G communication technology;5G application scenario;5G key technology

0? 引? 言

4G無線網絡技術在我國已經基本普及，同時已經開始往5G網絡時代發展。就5G無線通信網絡的概念來講，其應用將會使社會更進一步，邁入到高智能高融合的網絡時代。所以，為了有效地開展5G無線通信網絡，必須加大對無線網絡技術研究的投入，對目前出現的各項干擾進行認真分析，同時制定有針對性的解決方案，使所有資源的使用率能夠得以提升。

1? 5G通信技術的應用場景

1.1? eMMB型應用場景

VR技術是eMMB型應用場景的代表作品，該技術能夠在一定程度上體現寬度的高能需求，同時，eMMB型應用場景也是5G通信技術中最為基本的應用場景。在當前階段，5G通信技術有三個主要的優點，分別是穩定、快速和準確。因此，在最基本的應用場景中，5G通信技術不僅能夠將快速體現出來，同時還能夠表現出高效[1]。不管是VR技術展示層面，還是信息同步展示層面，5G通信技術都更為快速。就應用場景描述方面舉個例子，一部時長為兩個小時，容量為2G的高清電影，在5G通信技術的下載速度中，只需要1秒便能夠順利地將其下載[2]。

1.2? uRLLC型應用場景

在自動駕駛技術中，能夠將uRLLC型應用在通信技術方面的及時性和可靠性體現出來，5G通信技術有著非常多的應用場景，但uRLLC型應用場景的優點無疑是所有應用場景中最多的一個[3]。我國5G通信技術有兩個方面的優勢，其一是通信技術的可靠性，其二是通信技術的高傳輸性。5G通信技術在下載速度方面，與4G通信技術相比，前者的下載速度是后者的幾十倍，并且在下載的過程中，5G通信技術有著比較良好的連線性。5G通信技術包含三個特性，即時性、高效性和可靠性，這三種特性能夠最大程度地推動uRLLC型應用場景的實現，從而促進5G通信技術應用場景的實現[4]。

1.3? mMTC型應用場景

mMTC型應用場景中，有一個極具代表性的案例——智慧城市，該案例能夠充分體現大量機器的通信需求[5]。在上文中，eMMB型應用場景以及uRLLC型應用場景的描述，都是從5G通信技術微觀層面來進行分析的，不管是eMMB型應用場景還是uRLLC型應用場景，兩者都沒有強連接功能，唯有mMTC型應用場景擁有強連接功能。強連接功能主要優點是可以將生產環境和消費環節進行覆蓋，不僅可以將生產環境和消費環節融入到互聯網中，同時還可以將市場融入到物聯網中，從而實現萬物互聯的目的。在智慧城市中，5G通信技術能夠對多種事物實現智能化管理，比如路燈、路口、井蓋等，并且還能夠保證基礎交通設備的順利運行，從而提升交通的穩定性[6]。

1.4? 超密集部署

5G通信技術所有的應用場景都與超密集部署存在著一定的聯系，比如，5G通信技術能夠應用到酒店茶樓之中，也能夠應用到寫字樓、辦公室等中。不管在哪個場景都能夠將其運用，所以5G通信技術的應用場景與超密集部署有著一定的關系，用戶在體驗5G通信技術時，不管處于哪個場景，速度都應該達到1Gb/s以上。超密集應用場景可以根據它所應用的范圍，將其分為三種不同類型的小區，包括毫微小區、微小區以及宏小區，這些小區通常會呈現兩種特性，異構性和多樣性。不同小區之間天線高度、發射頻率以及增益都會存在一定的差異[7]。超密集應用場景能夠使用的技術有三種，其一是無線回傳技術，其二是虛擬小區技術，其三是新型調制編碼技術。在室內應用場景部署中，需要依靠高頻率通信應用來對用戶體驗速率進行實現，其主要原因是為了避免不同小區之間的干擾。

1.5? 宏覆蓋增強應用場景

5G通信技術在宏覆蓋增強應用場景中出現的大部分頻段都是低頻頻段，而其在宏小區的應用中，所覆蓋的范圍較廣泛，半徑能夠達到數千米，并且宏覆蓋增強應用場景中，用戶到基站的路損量有著極大的差異，從而導致信噪比出現差異。通常情況下，會將大量的天線布設在宏站上，使得宏覆蓋增強應用場景使用如下三種技術，包括新型調制編碼技術、非正交傳輸技術以及規模非常大的天線技術，而且這三種不同的技術能夠實現共存，單個技術遠不如綜合技術的效果好，因此將三種技術放在一起使用，能達到非常好的效果[8]。

1.6? 低延時和高可靠應用場景

5G通信技術中，低延時和高可靠場景是各種不同應用的共同要求。比如，在制造一些精密機械的時候，如果不同機器之間的通信存在延時，那么將會對產品質量造成一定程度的影響，并且這種延時影響即使是毫秒級別也不能例外。特別是在一些智能交通系統運作過程中，延時超過毫秒是絕對不允許的，與此同時，為了減少交通事故發生的幾率，它的檢測率需要非常低，甚至會低到零。5G通信技術在低延時和高可靠場景應用中，通常會使用兩種技術，包括鏈路自適應技術和終端直通技術。

1.7? 機器間通信應用場景

5G通信技術的應用場景有許多，其中包含物聯網場景。當前，物聯網存在的最大的問題就是巨量終端數據的支持能力不足，并且物聯網對各個機器終端和應用場景有著一定的要求，在機器終端方面，機器終端的成本不能高于普通手機的終端。在應用場景方面，為了能夠保證電池使用時間延長，需要確保非常低的功率[9]。除此之外，物聯網應用場景需要非常廣泛的覆蓋范圍，其他不談，至少地下室需要覆蓋得到。在物聯網應用場景的技術使用上，能夠采取的技術有三種，包括非正交傳輸技術、控制信令優化技術以及窄帶傳輸技術。非正交傳輸技術能夠在同一時間支持許多終端同時使用無線資源，控制信令優化可顯著降低控制信道的開銷，而窄帶傳輸技術則是能夠大幅度地降低成本，在擴大覆蓋范圍的同時減少信道開銷。

2? 5G通信技術的關鍵技術

2.1? 多天線傳輸技術

目前，5G通信技術在我國仍舊處于發展過程中，多天線傳輸技術還存在許多不足和缺陷需要去解決，因此，還需要進一步完善和發展多天線傳輸技術。多天線傳輸技術目前發展比較緩慢，5G通信技術如果想要將其進行改變，就要改變源天線，同時對源天線列陣進行完善，只有這樣才能夠將網絡頻譜的利用率提高，在不影響應用效果的同時，最大程度地降低通信成本。由于多天線傳輸技術能夠將通信網絡覆蓋范圍進行拓展，所以在5G通信技術利用率方面，多天線傳輸技術能夠將其有效提升[10]。

2.2? 新型網絡構架技術

隨著通信行業的不斷發展，5G通信技術也要隨之進行改進，特別是在通信效率方面，需要對其進行提升。不過在提升的過程中，需要注意控制通信業務的成本，不能夠抬高，盡可能地往低成本發展。如果想要讓5G通信技術變得更有效率，最為關鍵的一點是需要整合所有通信業務，除了對通信業務進行整合外，還要增加更多的新業務。根據社會發展的實際需求增加新業務，使生活中的各個領域都能夠將網絡系統應用其中，使自組織網絡通過這個過程實現網絡虛擬化。5G通信技術一方面能夠使通信技術的互動功能增強，另一個方面能夠使人們體驗到無比真實的情境。為了使通信質量得到進一步提高，同時為了將通信技術的應用優勢體現出來，就需要結合數據和無線網絡云端提高峰值速率。新型網絡構架技術有兩個方面的優勢，即幫助人們建立新的交付模式和提供計算機存儲平臺[11]。

2.3? 智能化技術

在5G通信技術中，智能化技術是最為關鍵的技術。隨著時代的不斷發展，智能化科技產品不斷涌現，這些智能化產品為人們的日常生活帶來了許多便利，比如掃地機器人、智能家電等。針對這一方面，相關的科研需要更辛苦的研究和探索才能夠將5G通信技術應用到各個智能化產品當中。云平臺是5G通信技術建立的基礎，各類智能化產品在云平臺上有著一定的聯系，這些智能化產品共同構成了數據庫，并且這個數據庫隨時在變動[12]。5G通信技術在大數據背景中，能夠開展多種業務，完善其服務，同時還能夠保證通信服務的多樣性。

2.4? 同時同頻雙全工技術

同時同頻雙全工技術在5G通信技術中，能夠將外界環境干擾降到最低，其主要原因是同時同頻雙全工技術能夠在接收信號的同時將發射機的干擾信息最大程度地消除，因此，該技術能夠有效地提高頻譜效率。不過在實際應用中，同時同頻雙全工技術有著一定的缺陷，比如應用范圍較小，利用率偏低等。而隨著5G通信技術的不斷發展和完善，將推動同時同頻雙全工技術頻譜利用率的提高，在保障5G通信技術可靠、穩定的同時，也能夠促進5G通信技術的不斷進步。

3? 結? 論

隨著無線網絡技術成為如今信息傳遞的主要技術，5G通信技術已經是社會發展的必然要求。對5G通信技術進行改進，對通信網絡建設進行完善，能夠極大地推動社會和經濟的發展，對通信行業有著重大意義。因此，在5G通信技術發展過程中，需要將現有的優勢進行保留，以此為基礎來進行相關技術研究，對出現的各種問題進行有針對性的解決，只有這樣才能夠對5G通信技術進行整體優化。

參考文獻：

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作者簡介：李飛（1986-），男，漢族，河南淮陽人，中級工程

師，本科，研究方向：通信工程設計。