5G通信技術的應用場景及關鍵技術分析

俞濤 郝潔 張小暉

摘要：當前形勢下，推廣5G技術的發展和應用是通信行業的大勢所趨。為了提升5G技術的應用效果，研究5G通信技術的應用場景、關鍵技術的門類、具體參數和技術特點是至關重要的。本文系統地介紹了5G通信技術應用及其關鍵技術，為后續開展各項技術工作提供理論參考。

關鍵詞：5G;通信技術;應用場景;關鍵技術

中圖分類號：TN929.5? ?文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1007-9416（2020）10-0000-00

相對于其他的通信技術，5G技術在通信流暢性、穩定性方面都有明顯優勢，可以為廣大用戶提供更加快捷穩定的通信服務。其關鍵技術包括大規模MIMO技術、超密集組網技術、無線網絡技術等等，作為通信運營企業，必須要熟悉5G通信關鍵技術的原理和應用場景，深入了解技術要求和技術特點，強化技術使用效能，這對于高效發揮通信技術的作用、提升通信服務和質量都有著至關重要的意義。

1 5G通信技術應用場景分析

5G通信技術的高效利用是建立在技術人員明確的系統性認知基礎上的，梳理應用場景、應用流程、應用環節注意事項，對于提升技術針對性和有效性有很大的助力作用。

與前四代通信技術相比，5G通信技術的優勢主要體現在流量密度、上網速度、連接數量和延時等方面。其進一步滿足了三網合一以及物聯網對于數據信息交互的要求，通信服務的速度和質量都相較之前出現了質的提升。整體層面來看，我們可以將5G通信技術的應用場景劃分為四大類：連續廣域覆蓋、低延時、低功耗大連接、高容量。連續廣域覆蓋可以為用戶提供更加廣闊的網絡覆蓋范圍，確保用戶在不停地移動中，也可以流暢地開展各種數據業務獲得各類數據服務。連續廣域覆蓋就是要為用戶提供覆蓋范圍更廣、百兆以上的的通信體驗。傳統通信技術下，受限于網絡自身架構，通信速度不斷下降，特別是特點場景，如辦公區、商場、體育場等人員密集區域，用戶的體驗感較差。5G技術可以在上述的人員密集地區形成高容量熱點服務，持續提升通信服務能力，降低數據延遲，同時為物聯網的架設提供了有效的技術支持，提升網絡連接速度和服務你那里，帶給用戶流暢的上網體驗增強用戶體驗感。例如，5G通信技術可以有效改進4G通信運行中的問題，更加有效和穩定，還可以實現ms級別的數據延時。

2 5G關鍵技術研究

5G通信技術涉及到眾多的核心關鍵技術。通信公司要想應對好5G時代，就必須進一步梳理5G通信技術關鍵技術的門類、具體參數和技術特點，這是確保5G技術搭建和應用，完善技術提升技術有效性的基本前提。

2.1無線傳輸技術

2.1.1大規模MIMO技術

5G通信技術的重要切入點是大規模MIMO技術和超密集組網技術，通過大規模MIMO技術，有效縮短數據延時，提升數據無線傳輸能力，增強數據傳輸的穩定性和時效，最終為用戶提供滿意的通信服務。大規模MIMO技術的主要特點就是可以實現無線信號的同步收發，數據信息不論是接受還是傳輸，都獲得了明顯地提升。

大規模MIMO技術有助于打造完成高效的通信數據系統，其可以不增加頻譜寬度的同時，將信道容量進一步拓展和提升，從而提高通信系統信道容量的利用率。傳統通信系統確實在頻譜帶寬方面存在顯著缺陷，大規模MIMO技術針對性地改善了這些缺陷和問題，在控制成本的前提下獲取更加穩定的通信質量。大規模MIMO技術，結合最新的有源天線技術的發展趨勢，迅速做出調整，在垂直方向上，利用天線單元組合和科學編碼，實現動態波束賦形，有源天線與大規模MIMO技術的聯合，可以進一步強化數據接收和傳輸，數據通信的范圍也可以進一步擴大，這對于基站建設、維護、成本控制都有重大意義。這也是5G通信技術可以大范圍低成本普及和應用的重要原因。

2.1.2超密集組網技術

超密集組網技術，主要實現的路徑是增加基站密度。為了提升頻率復用效率，技術人員必須要做好各類型通信基站的部署，要形成系統完備的通信機制。超密集組網技術的核心技術是虛擬層技術和無限物理層技術，細分下去又涵蓋了MAC技術、編碼技術、多址技術等等。無線物理層技術的主要作用機理是提升網絡熱點強度，減少甚至消除網絡的盲點，提升5G通信的頻譜帶寬使用率。無線物理層技術通過構造立體化的數據結構，有效擴大了網絡覆蓋面積，為不同場景的用戶提供各種通信需求，有效增強系統容量。

虛擬層技術主要任務是虛擬處理多層網絡。通過單層實體網絡，單層實體基站以宏基站作為虛擬網絡的主要平臺進一步搭建虛擬平臺，以指令形式控制虛擬層。實體層控制平臺是實體站，負責有效管理各類傳輸數據。通過虛擬層技術，主要實現實時調控單載波和多載波，從而實現動態管控5G通信過程。通信公司利用虛擬層技術，可以全面了解用戶的通信需求，針對通信業務類別以及發展方向變化，調整配置，調配現有的資源，可以有效地避免資源分布不均與以及咨詢浪費問題，最終為用戶提升符合通信需求的優質通信服務。

2.2無線網絡技術

無線網絡技術主要包括SDN技術和NFV技術。SDN技術主要實現了網絡結構的虛擬化，創新了Emulex網絡架構。SDN技術利用分離路由器提升了網絡控制和指令轉發功能，一方面，其有效地降低了5G通信結構的復雜性，另一方面，提升了5G通信中的自我決策和自我管理能力。在傳統的通信技術模式下，技術人員先要掌握業務需求，繼而展開上線部署工作，一旦用戶業務需求需要調整，技術人員就要重新整合、修訂相關設備參數，由于需要處理和修訂的設備較多，包括了交換機、路由器、防火墻等等，導致修訂工作量較大，周期較長，工作難度和負荷高居不下，嚴重影響到業務辦理成本、業務辦理的效率等等各個方面。SDN技術的應用可以有效避免上述的問題，通過技術手段快速修改路由器相關參數，提升通信服務能力和通信質量、靈活性。NFV也就是網絡功能虛擬化技術，其目的在于通過對IT的虛擬化處理，實現技術整合，避免硬件體量過大給日常設備管理帶來的問題。NFV技術的框架是OTS大型共享服務器，其依托于虛擬機技術開展各種部署工作。主要特點表現為：技術成本較低，技術靈活性較高，當業務需求出現變化時，依托NFV技術可以快速地調整相關設備參數，網路結構轉變效率大幅提升。NFV技術與云計算技術相互配合共同作用下，能夠在獨立的物理服務器上進行結構部署，有效降低了運行負擔，一方面提高系統部署的效率，另一方面也有助于及時地排查和解決故障問題，這位通信系統的整體升級優化創造了積極條件。

3結語

5G通信技術的發展和完善，是社會發展的必然趨勢。研究5G通信技術的應用場景、關鍵技術的門類、具體參數和技術特點，就是為了立足當下，促進通信商業化更快地實現和發展。通信公司要全面了解熟悉5G通信技術，這是后續相關技術研發、優化以及通信技術進一步推廣應用的重要前提。

收稿日期：2020-07-08

作者簡介：俞濤（1975—），女，江蘇常熟人，本科，高級工程師，從事信息化運營工作。

Application Scenario and key Technology Analysis of 5G Communication Technology

YU Tao，HAO Jie，ZHANG Xiao-hui

（China united network communications limited? Hebei Province Information Security Department， Shijiazhuang? Hebei? 050011）

Abstract：Under the current situation， the promotion of 5G technology development and application is the general trend of the communications industry. In order to improve the application effect of 5G technology， it is very important to study the application scenarios， key technology categories， specific parameters and technical characteristics of 5G communication technology. This paper systematically introduces the application and key technologies of 5G communication technology， and provides theoretical reference for the following technical work.

Key Words： 5G; Communication Technology; application scenario; key technology