5G通信技术应用场景和关键技术探讨

2019-12-01李立勇上海邮电设计咨询研究院有限公司无线铁塔院

数码世界 2019年4期

李立勇上海邮电设计咨询研究院有限公司无线铁塔院

1 5G通信技术的主要应用场景

1.1 通信数据传输

5G 通信技术在数据传输方面的优点很突出，传输速率高达3.6G/s，可以满足客户的日常需求，从这一点可以看到，5G通信技术的应用前景好。同时5G的服务对象可以继续增加，可以将5G在农村普及，让更多的用户体验5G通信技术。在5G通信技术使用的情况下，可以使用远程技术方案，在一定程度上节约投资成本，运行水平也可以得到保障。

1.2 网络兼容化情况得到改善

在以往的通信网络的框架之中，各种通信技术之间的兼容性比较差，加大了电信运营商的总体运营成本，这个费用间接由用户承担[2]。5G通信技术在网络兼容性方面的技术得到了明显的提高，各种通信技术可以顺利进入5G通信中，各种通信设备可以稳定高速的运行，电信运营商的运营成本降低的非常明显，可以保证收益稳定、收益可观。

1.3 用户业务的提高

5G通信技术在研究时遵循了控制成本的政策，在保证运行品质不变的情况下，最大程度的降低运营商的运营成本，防止5G通信技术的运行费用过高使得更多用户望而却步，降低推广难度[3]。运用相关技术，运营商可以提高技术来满足用户的需求，提高用户业务的总体水平，为用户带来全新的体验。

1.4 超密集布置

5G通信技术的应用场景与密集布置关系密切。可以用在大型会议室、购物商场等大型人员密集的公共场所。在这些区域用户的使用速率可以高达1G/s，可以完全满足用户的正常使用。在人员密集的公共区域的网络用户的密度惊人。在研究过程中将超密集布置按照控制的范围大小分为毫微小区、微小区、宏小区等，这些小区的拓扑形状完全不一样，同时每个小区的信号发射功率和天线高度都不一样。在超密集应用区域中，可以加入无线回传技术、虚拟小区技术和新型调制编码技术等，使得超密集布置具有更强的适用空间。在室内的场景布置中，可以加入高频通信来减少不同小区之间的干扰作用。

1.5 低时延和高可靠场景

低延时和高可靠应用场景可以满足很多应用的共同需求，例如在非常精密的机械制造过程中不同机器和设备之间的通信，即便设备之间的延时为毫秒级别，其延时后对产品的质量有着非常不利的影响。在很多大城市中实行的智能交通系统之中，延时强制规定不能高于毫秒级别，相关的检测率也要非常低，无限接近零，否则就会产生严重的交通事故，智能交通系统存在的意义有待商榷。这些场景的使用可以运用链路自适应技术和终端治直通技术等。另外，根据5G通信技术的延时较低的情况，其值一般在1ms范围上下，未来可以将上述技术考虑在汽车无人驾驶、电子医疗等相关技术领域广泛使用，5G通信技术更广泛的应用在日常的生活和生产之中，为用户的生活和工作带来更多的便利。

1.6 机器之间通信场景

物联网的应用场景目前存在的问题是巨量终端的支持问题，每个机器的终端成本应该非常低。应用场景的功耗也要非常低。确保电池可以很长时间都能运行良好。机械之间的通信场景的接入可以运用竞争的方式，最大程度降低通信的开销。窄宽输送技术能够最大程度降低设备的运行成本，增强技术的覆盖的区域范围，减少信息运行的日常开销。

2 5G通讯技术的关键技术

2.1 智能化技术

随着科学技术的不断革新，通讯技术从3G、4G变成现在的5G，已经成为技术的发展方向，计算机网络技术、智能产品在居民的日常生活中得到了广泛应用，居民的生活已经离不开通讯技术了，智能产品有智能手机、扫地机器人、智能家用电器等，运用通讯技术可以将电器和手机连接，人们随时随地可以控制家用电器。科研人员将5G通信技术和产品的实际应用将结合，让用户拥有良好的使用体验。把云平台和5G通信技术联系起来，形成一个完整的体系，俗称为移动数据库。在大数据技术背景下，5G通信技术分为很多频段，通信技术公司可以拓展自己原有的业务，为用户带来全面、多角度的服务，使用户的生活更加便捷。

2.2 多天线传输

如果5G通信技术在现实生活中普遍应用，频谱的使用率超过4G的10倍，可以解决很多目前的问题。为了减少用户受到外界的影响可以使用天线，总体上提高无线电在生活中的使用频率。5G技术的使用应该注重环境保护，同时扩大网络覆盖的区域，让更多用户享受到5G带来的便利生活。

2.3 高频段传输

目前的移动通信使用3GHz的频段，体现效果一般，当通讯用户增多，用户需要更大流量来满足用户的日常使用。高频段使用范围高达28GHz，可以使用64根天线向外传输数据，2km范围内下载速度可以高达1G。5G通信技术中高频段传输是必须使用的，在设备和天线达到要求后，用户对频谱的需求就会被满足。但是高频段传输的缺点也很突出，传输距离短，传输速度容易受到大气条件的影响。研究人员要避免高频段的缺点，不断改善，将该技术更早的运用在日常的生活中。

2.4 直接通信

5G通信技术可以将不同通信设备联系起来，实行直接通信，减少传输过程中能量损失，缩短信号传输距离。提高频谱资源的使用率，不断增强5G通信技术的通信质量和通信效果。5G技术可以将网络流量速度是现在的1000倍以上。5G通信技术在特定空间和区域中使用，明显提高用户的使用体验。目前很多行业在工作过程中使用了先进的智能设备，需要更多流量进行传输，要加强这些行业的超密集网络技术的推广和使用，提高用户的办公效率。密集网络技术可以加大网络的覆盖范围，提高传输速度和系统内存。但是直接通信具有传输范围有限的不足，受到其他环境的影响比较明显，这些方面需要进行更深层次的研究。

2.5 同时同频双全工

同时同频全双工的工作原理是能够接受同频信号，在此过程中可以消除发射机对设备的干扰，增强频谱效率的过程。在5G通信技术中加入同时同频全双工的技术，可以大幅度提高频谱的使用频率，避免以往频谱资源缺失的问题，尽最大能力使用频谱资源。但是同时同频全双工技术容易受到其他周边环境的影响，在多天线环境中使用效果不理想。

2.6 新型网络构架

未来的通信发展方向是整个以往的通信业务和通信技术，根据客户的需求增加其他业务，将网络系统推广至更大范围，提高整个网络的使用范围和使用率，减少通信成本，使5G技术运用的更集中。使用网络虚拟的技术可以增强5G技术的用户情景感受，使通信技术的互动性提高。可以使用网络云，将数额及和峰值速率进行交换，提高通信的使用效果。