5G通信技術應用場景和關鍵技術探討

李立勇 上海郵電設計咨詢研究院有限公司無線鐵塔院

1 5G通信技術的主要應用場景

1.1 通信數據傳輸

5G 通信技術在數據傳輸方面的優點很突出，傳輸速率高達3.6G/s，可以滿足客戶的日常需求，從這一點可以看到，5G通信技術的應用前景好。同時5G的服務對象可以繼續增加，可以將5G在農村普及，讓更多的用戶體驗5G通信技術。在5G通信技術使用的情況下，可以使用遠程技術方案，在一定程度上節約投資成本，運行水平也可以得到保障。

1.2 網絡兼容化情況得到改善

在以往的通信網絡的框架之中，各種通信技術之間的兼容性比較差，加大了電信運營商的總體運營成本，這個費用間接由用戶承擔[2]。5G通信技術在網絡兼容性方面的技術得到了明顯的提高，各種通信技術可以順利進入5G通信中，各種通信設備可以穩定高速的運行，電信運營商的運營成本降低的非常明顯，可以保證收益穩定、收益可觀。

1.3 用戶業務的提高

5G通信技術在研究時遵循了控制成本的政策，在保證運行品質不變的情況下，最大程度的降低運營商的運營成本，防止5G通信技術的運行費用過高使得更多用戶望而卻步，降低推廣難度[3]。運用相關技術，運營商可以提高技術來滿足用戶的需求，提高用戶業務的總體水平，為用戶帶來全新的體驗。

1.4 超密集布置

5G通信技術的應用場景與密集布置關系密切。可以用在大型會議室、購物商場等大型人員密集的公共場所。在這些區域用戶的使用速率可以高達1G/s，可以完全滿足用戶的正常使用。在人員密集的公共區域的網絡用戶的密度驚人。在研究過程中將超密集布置按照控制的范圍大小分為毫微小區、微小區、宏小區等，這些小區的拓撲形狀完全不一樣，同時每個小區的信號發射功率和天線高度都不一樣。在超密集應用區域中，可以加入無線回傳技術、虛擬小區技術和新型調制編碼技術等，使得超密集布置具有更強的適用空間。在室內的場景布置中，可以加入高頻通信來減少不同小區之間的干擾作用。

1.5 低時延和高可靠場景

低延時和高可靠應用場景可以滿足很多應用的共同需求，例如在非常精密的機械制造過程中不同機器和設備之間的通信，即便設備之間的延時為毫秒級別，其延時后對產品的質量有著非常不利的影響。在很多大城市中實行的智能交通系統之中，延時強制規定不能高于毫秒級別，相關的檢測率也要非常低，無限接近零，否則就會產生嚴重的交通事故，智能交通系統存在的意義有待商榷。這些場景的使用可以運用鏈路自適應技術和終端治直通技術等。另外，根據5G通信技術的延時較低的情況，其值一般在1ms范圍上下，未來可以將上述技術考慮在汽車無人駕駛、電子醫療等相關技術領域廣泛使用，5G通信技術更廣泛的應用在日常的生活和生產之中，為用戶的生活和工作帶來更多的便利。

1.6 機器之間通信場景

物聯網的應用場景目前存在的問題是巨量終端的支持問題，每個機器的終端成本應該非常低。應用場景的功耗也要非常低。確保電池可以很長時間都能運行良好。機械之間的通信場景的接入可以運用競爭的方式，最大程度降低通信的開銷。窄寬輸送技術能夠最大程度降低設備的運行成本，增強技術的覆蓋的區域范圍，減少信息運行的日常開銷。

2 5G通訊技術的關鍵技術

2.1 智能化技術

隨著科學技術的不斷革新，通訊技術從3G、4G變成現在的5G，已經成為技術的發展方向，計算機網絡技術、智能產品在居民的日常生活中得到了廣泛應用，居民的生活已經離不開通訊技術了，智能產品有智能手機、掃地機器人、智能家用電器等，運用通訊技術可以將電器和手機連接，人們隨時隨地可以控制家用電器。科研人員將5G通信技術和產品的實際應用將結合，讓用戶擁有良好的使用體驗。把云平臺和5G通信技術聯系起來，形成一個完整的體系，俗稱為移動數據庫。在大數據技術背景下，5G通信技術分為很多頻段，通信技術公司可以拓展自己原有的業務，為用戶帶來全面、多角度的服務，使用戶的生活更加便捷。

2.2 多天線傳輸

如果5G通信技術在現實生活中普遍應用，頻譜的使用率超過4G的10倍，可以解決很多目前的問題。為了減少用戶受到外界的影響可以使用天線，總體上提高無線電在生活中的使用頻率。5G技術的使用應該注重環境保護，同時擴大網絡覆蓋的區域，讓更多用戶享受到5G帶來的便利生活。

2.3 高頻段傳輸

目前的移動通信使用3GHz的頻段，體現效果一般，當通訊用戶增多，用戶需要更大流量來滿足用戶的日常使用。高頻段使用范圍高達28GHz，可以使用64根天線向外傳輸數據，2km范圍內下載速度可以高達1G。5G通信技術中高頻段傳輸是必須使用的，在設備和天線達到要求后，用戶對頻譜的需求就會被滿足。但是高頻段傳輸的缺點也很突出，傳輸距離短，傳輸速度容易受到大氣條件的影響。研究人員要避免高頻段的缺點，不斷改善，將該技術更早的運用在日常的生活中。

2.4 直接通信

5G通信技術可以將不同通信設備聯系起來，實行直接通信，減少傳輸過程中能量損失，縮短信號傳輸距離。提高頻譜資源的使用率，不斷增強5G通信技術的通信質量和通信效果。5G技術可以將網絡流量速度是現在的1000倍以上。5G通信技術在特定空間和區域中使用，明顯提高用戶的使用體驗。目前很多行業在工作過程中使用了先進的智能設備，需要更多流量進行傳輸，要加強這些行業的超密集網絡技術的推廣和使用，提高用戶的辦公效率。密集網絡技術可以加大網絡的覆蓋范圍，提高傳輸速度和系統內存。但是直接通信具有傳輸范圍有限的不足，受到其他環境的影響比較明顯，這些方面需要進行更深層次的研究。

2.5 同時同頻雙全工

同時同頻全雙工的工作原理是能夠接受同頻信號，在此過程中可以消除發射機對設備的干擾，增強頻譜效率的過程。在5G通信技術中加入同時同頻全雙工的技術，可以大幅度提高頻譜的使用頻率，避免以往頻譜資源缺失的問題，盡最大能力使用頻譜資源。但是同時同頻全雙工技術容易受到其他周邊環境的影響，在多天線環境中使用效果不理想。

2.6 新型網絡構架

未來的通信發展方向是整個以往的通信業務和通信技術，根據客戶的需求增加其他業務，將網絡系統推廣至更大范圍，提高整個網絡的使用范圍和使用率，減少通信成本，使5G技術運用的更集中。使用網絡虛擬的技術可以增強5G技術的用戶情景感受，使通信技術的互動性提高。可以使用網絡云，將數額及和峰值速率進行交換，提高通信的使用效果。

3 結論

5G通信技術為用戶的體驗和國民經濟的發展將會帶來前所未有的積極作用，為了保證5G通信技術的更好使用，不僅要重視5G通信技術的拓展性，還要注重可靠性、穩定性和節能性，科研人員還要繼續研究，最大程度的減少5G通信技術的缺點，為早日普及5G通信技術發揮積極作用。