5G通信场景技术要点分析

吕静　王雷

摘  要：随着移动通信技术的发展，从4G到即将到来的5G时代，人们的生活方式将发生颠覆性的改变。5G通信技术拥有高速率、低功耗、低延时、高通信密度的特点，5G技术提供的高速率、高可靠性、低时延和高信息密度正在促进各行业格局发展，并随之产生重大变革。同时也对5G网络智能化技术、多天线传输技术、同时同频全双工技术、新型网络构架技术、密集网络技术进行分析，提高我国在5G通信的领先地位，促进通信产业的发展。

关键词：5G;通信技术;场景

中图分类号：TM91        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）06-0161-02

Abstract： With the development of mobile communication technology， people's ways of life， from the 4G era to the upcoming 5G era， will change subversively. 5G communication technology has the characteristics of high speed， low power consumption， low delay and high communication density， which， as provided by 5G technology， are promoting the development of various industries and bringing about great changes. At the same time， this paper also analyzes the intelligent technology of 5G network， multi-antenna transmission technology， co-frequency co-time full duplex （CCFD）， new network architecture technology and dense network technology， so as to enhance our country's leading position in 5G communication and promote the development of communication industry.

Keywords： 5G; communication technology; scene

前言

5G通信最新一代移動通信技术，其相对于4G通信技术数据传输速度更快、信号质量更高，是移动通信技术发展应用的重要体现。经过多年的研发，5G通信技术已经趋于成熟并在我国率先投入了运营，为做好5G通信技术的应用需要做好5G通信场景应用技术的分析。本文在分析5G通信场景技术特点的基础上对5G通信场景技术的要点进行了分析介绍。

1 5G通信场景分析

5G网络主要有三大应用场景，分别是增强型移动宽带、海量机器类通信和低时延高可靠通信。其中增强型移动宽带场景其特点在于高速率、大宽带，能够满足多点接入及大速率的数据通信，尤其适应于各种公共场合的移动通信连接，能够为用户提供良好的娱乐体验。海量机器类通信和低时延高可靠通信则主要面向物物连接的应用场景。低时延高可靠通信则基于其低时延和高可靠的特点，主要面向垂直行业的特殊应用需求。

1.1 增强型无线宽带覆盖

增强型的移动宽带网络功能将会使得5G技术得到推广和创造更多价值。增强型移动宽带网络的第一个主要功能就是将5G蜂窝网络的范围尽可能扩展覆盖到所有的建筑物中。增强型室内移动宽带网络的第二个主要功能就是能够提升网络容量，用来处理来自更多网络终端的大量信息数据。这两项功能的成功应用，最终使得用户无论处于建筑物中的什么位置，都能够享受到增强型移动宽带网络带来的美好体验。

1.2 海量机器类通信

海量物联网即机器对机器的联网，称之为M2M，加上传统物联网，组成了规模更加广大的海量物联网，5G网络技术可以降低其功耗与成本，这里的成本不仅仅是指物质成本，还包括短时间和高速度。

1.3 低时延高可靠通信

5G通信技术通信速度更快、延时更低，能够为现代“无人”技术提供良好的支撑。借助于5G通信技术，人可以对设备实现远程无断点连接操作，从而使得现代“无人机”产业得到更好的发展。

2 5G通信技术要点分析

2.1 智能化技术

智能化成为5G通信技术未来发展方向，它将传感器物联网、移动互联网、大数据分析等技术融为一体，在网络、大数据、物联网和人工智能等技术的支持下，能动地满足人的各种需求。虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术高效处理数据和解释数据，信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息，但是这些都离不开设计人员对数据资源化、云计算、科学计算理论的突破。随着研究的进展，进一步为我国5G产业智能化高质量发展具有重要参考意义。

2.2 D2D技术

D2D（device to device）技术是指两个对等的用户节点之间直接进行通信的一种通信方式。位于D2D通信网络中，各组成用户都具有发送和接收信号的能力，并具有自动路由的功能。D2D通信技术其核心在于网路参与者分享硬件资源，用户在访问硬件资源时无需借助于其他中间实体可以直接进行访问，从而有效的提升了硬件的访问速度。D2D具有潜在的提高系统性能、提升用户体验、扩展蜂窝通信应用的前景，成为推动5G移动通信系统不断发展的关键技术之一。

2.3 多天线传输

多天线传输模式，就是不同的天线传输模式，反映了每个天线的端口port的数据是如何映射到时频资源块的。多天线传输模式包括发送分集、空间复用、多用户MIMO和波束赋形等传输模式。目前5G通信的发展需要解决的问题是呈指数增长的无线传输速率需求和信息技术系统的低能耗需求，多天线传输技术从有效提升空间自由度，效率优先的系统优化准则等方面，提升移动通信的频谱效率问题和低功率低能耗问题，因此多天线传输问题解决，成为推动5G移动通信系统不断发展的关键技术之一。

2.4 同时同频全双工技术

5G通信技术作为新一代的通信技术，随着5G通信技术的发展与用户人数的增多，未来5G通信对于通信带宽的需求是无限增长的，从而对于无线通信频段提出了更严峻的挑战。传统通信领域中采用的双工通信模式为频分双工和时分双工，双工模式的采用能够有效的减少通信网络中发射机对接收机所造成的干扰，但是也会带来通信效率的降低。新时期新一代的5G通信需要突破传统双工通信模式所带来的弊端，研发同频同时全双工技术，从而有效的提升无线频谱的使用效率，提高系统吞吐量和容量，因此是通信节点实现双向通信的关键技术之一。

2.5 新型网络架构技术

5G通信技术为用户所提供的高速率、高质量、差异化的通信服务需要以良好的网络架构为依托。相较于4G通信技术，5G通信技术数据传输速率大幅提升，传统的网络架构远远无法满足5G通信的需求，为满足5G通信的需求需要研发并应用新一代的网络架构，能够对网络资源（网络的接入、计算、存储和网络连接能力）进行更高效化的调配。以应对各类移动互联网和物联网应用场景的差异化极致性需求，从而有效地服务于工业、交通、医疗等行业，业务将从单一领域向跨领域去协同创新，由面向个人服务向面向各行各业的行业用户服务转变，这些新的业务需求和特征对网络技术提出了新的要求和挑战，需要构建一个新型的网络架构来适应和满足这些需求，因此新型网络架构技术是5G通信实现涵盖物联网的关键技术之一。

2.6 密集网络技术

5G通信中无线通信网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向演进。随着各种智能终端的普及，数据流量将出现爆发式的增长。数据业务将主要分布在室内和热点地区，这使得密集网络技术成为实现5G的1000倍流量需求的关键技术之一。超密集网络不仅能够改善网络覆盖，大幅度提升系统容量，并且对业务进行分流，具有更灵活的网络部署和更高效的频率复用。未来，面向高频段大带宽，将采用更加密集的网络方案，部署小小区/扇区将高达100个以上。同时，超密集网络技术的发展应用，将进一步提高5G通信技术的用户体验感。

2.7 网络切片技术

5G移动通信技术能够满足各类移动终端（如手机、平板电脑、固定传感器等）的通信接入。由于接入5G通信网络的移动终端众多，5G通信所面临的接入环境也更加复杂，应用场景也更加多元化、多样化和复杂化，为满足多样化的移动通信需求需要积极做好网络切片技术的研究与应用，网络切片技术通过对物理网络进行切分，其所切出的各种逻辑网络能够针对性的为各种移动终端提供通信服务，由于各类终端对于通信的需求也各不相同（如对于数据安全性、延时性及可靠性等），应用网络切片技术将免除针对不同服务所建立的一对一专用物理网络，从而有效的提高了物理网络的使用效率，极大的节约了成本。

2.8 超密集异构网络

5G网络是一种利用宏站与低功率小型化基站（Micro-BS，Pico-BS，Femto-BS）进行覆盖的融WiFi，4G，LTE，UMTS等多种无线接入技術混合的异构网络。5G通信所使用的站点功率小，其所覆盖的蜂窝范围也在变小，但是其所能提供的频谱效率将得到极大的提升，从而有效的提升了5G通信的通信质量。由于5G通信的覆盖面积减小，将导致最优站点的位置难以获得，为解决通信的难题需要对移动站点进行密集布设，从而使得站点的布设效率下降、布设的成本增加。为解决这一难题，需要积极做好超密集异构网络技术的研发，这一技术能够有效的解决上述难题，从而使得站点的分布更加均衡，频谱效率得到更大的提升。

2.9 高频段传输

移动通信传统工作频段主要集中在3GHz以下，频谱资源有限，随着5G在系统容量和传输速率等方面的爆发式增长需求，现有频谱资源容量有限，在高频段（3000-30000kHz）可用频谱资源丰富，携带能量大，传播速率快，容易做到大功率发射，不易发生衍射，可以实现极高速视距通信。

3 结束语

随着5G移动通信时代的来临，势必给通信行业带来新一代的革新。5G通信技术带来的不仅仅是高速、安全的网络，更多地是带来全球化网络的无缝连接。但是，随着网络的日益强大，用户对5G网络的要求也更高。通过解决5G移动通信中的技术要点，可进一步扩大5G移动通信技术的应用范围。同时，随着5G移动通信技术化的日益完善，其不仅能够与市场需求进行有效的融合，同时也能够拓展通信业务范围，改善用户的5G网络体验，从而进一步促进我国5G通信行业的健康可持续发展。

参考文献：

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