不同应用场景下的5G关键技术探讨

刘剑宇

【摘要】 當前4G网已经得到极大普及，5G网是在其基础上进行的创新和完善，更注重人的体验，实现了网络、无线、终端等多方面的创新和融合，在未来5G网将会在获取、感知以及控制信息等方面带来极大影响。本文重点分析不同应用场景下的5G关键技术。

【关键词】 应用场景 5G 关键技术

随着人们进入到信息化社会，信息更是呈现出爆炸式的增长，网络面临着新的挑战和机遇。在4G网络得到普及的情况下关于5G网的研究进一步深化，它将具备更高速率的宽带接入能力，针对物联网设备所具有的互连场景，支持低成本和大规模的介入管理。鉴于其具备的优势，将会在医疗保健、智能通信、远程教育和物联网等行业得到进一步应用。

一、5G基本认识

5G（第五代移动通信）是IMT（国际移动通信）的下一阶段，ITU（国际电信联盟）对其正式命名为IMT-2020。目前，ITU正在对IMT-2020进行初步的规划。此外，端到端系统的大多数其他变革（既包括核心网络内的，也包括无线接入网络内的）也将会成为未来5G系统的一部分。移动通信市场中，IMT-Advanced（包括LTE-Advanced与WMANAdvanced）系统之后的系统即为“5G”。未来的第五代移动通信系统也将大力发展IoT（物联网）应用、机器到机器通信或以机器为中心的通信。

二、5G关键技术及其在不同应用场景中的应用

2.1 5G关键技术

当前已经公认的5G关键技术包含3D-MIMO技术、SDN/NFV关键技术、MEC（移动边缘计算）技术、…同时同频双向技术、设备间直接通信技术。其中3D-MIMO技术比当前的MIMO技术分辨率更高，而且可以实现同一个时间段多个用户进行通信；SDN/NFV关键技术具有较多的优点，如网络可编程、IT虚拟化、软硬件技术分析等。可以在接入宽带设备之后实现数据面与控制面板的分离，实现独立发展，对网络资源进行集中控制，使网络性能得到提升，同时也是宽带接入业务的创新能力和差异化经营能力得到提升。MEC（移动边缘计算）技术MEC技术是以5G为演进架构，它能够满足新时期互联网以及物联网发展所提出的新需求，将互联网业务和基站业务实现了较好的融合。

2.2 5G关键技术与应用场景之间的关系

5G典型的技术场景可以分为四个方面的内容，分别是低时延高可靠技术场景、低功耗连接技术场景、热点高容量技术场景、连续广域覆盖技术场景。

第一，热点高容量场景中，所面临的极大挑战是极高的流量密度和用户体现，为了实现这一目的需要应用到大规模天线技术、新型多址技术等，实现频谱效率的提升。第二，连续广域覆盖场景，实现用户100Mbps的体验，需要更多的低频段资源使频谱效率得到提高。第三，在低延时高可靠的场景中，需要提高网络的可靠性，降低网络的转发时延等。第四，在低功耗大连接的场景中所面临的主要挑战为低成本和低能耗，海量数据连接等。

2.3 5G关键技术内容及应用场景分析——以不同应用场景中3D-MIMO技术应用为例

在大力研发5G潜在候选技术的同时，全球移动通信行业对于5G技术研发驱动因素的理解也逐步达成了共识。ITU-R（国际电信联盟无线电通信局）确定未来的5G具有以下三大主要的应用场景：（1）增强型移动宽带；（2）超高可靠与低延迟的通信；（3）大规模机器类通信。具体包括：Gbps移动宽带数据接入、智慧家庭、智能建筑、语音通话、智慧城市、三维立体视频、超高清晰度视频、云工作、云娱乐、增强现实、行业自动化、紧急任务应用、自动驾驶汽车。

2.3.1 3D-MIMO技术简介

3D-MIMO是无线传输技术发展的主要里程碑，也是应对数据呈现爆炸增长趋势的有效手段。当前人们对于数据流量的需求增长迅速，虽然无线通讯技术已经得到了一定的发展，但是可以被使用的频谱资源却是十分有限的，这就必须要提高频率资源的利用率。新型多天线技术致力于频率效率的提高，已经被成功应用在不同方面，如3G/LTE-A等。此种技术比当前的MIMO技术分辨率更高，而且可以实现同一个时间段多个用户进行通信，它在提高频率资源利用效率时并不会使基站的密度增加。

2.3.2 3D-MIMO技术典型应用场景

3D-MIMO技术的典型应用场景包含高楼场景和室内场景，…3D-MIMO的优势表现为其较大的空间自由度带来更大的系统容量，所以需要设计出能够进行二维波束扫描、实时波束重构的数字化阵列天线，并针对相关的天线阵列参数进行优化，开发出天线阵列样机。

三、结语

随着时间的不断推进，对于5G网络的各项研究也将会更加深入，关键技术更会得到明确，遇到的问题也会得到妥善有效解决。5G网将会在2020年以后得到普及和使用，届时将会给用户带来更好的体验，使移动互联网业务朝着更好的方向迈进。

参 考 文 献

[1]刘智博.…一种嵌入式移动数据库乐观事务处理策略[J].…机械设计与制造工程，2013，（05）：32-34.

[2]石炯.…5G移动通信及其关键技术发展研究[J].…石家庄学院学报，2015，（06）：13-15+29.endprint