5G通信技术应用场景及关键技术分析

何琦 高聪慧 单彬

摘   要：关键技术的应用与开发势在必行，应结合5G通信技术的发展，合理采用相关的关键技术，将技术的积极作用充分发挥，为后续发展夯实基础。文章对5G通信技术应用场景及关键技术进行探讨。

关键词：5G通信技术;应用场景;关键技术

5G是继3G，4G之后通信领域技术的最新研究成果，具有通信速度快、覆盖范围广的特点，可在各个领域中高质量应用，形成良好的发展模式，在未来发展的进程中应重视5G技术在各个领域中的应用，合理提升各个领域的通信水平。5G通信技术快速发展，部分区域已开始试点工程，5G通信技术的应用场景受到了高度重视，尤其在5G通信技术快速普及与发展的背景下，应用场景将逐渐增多。

1    5G通信技术的应用场景

5G通信技术的应用场景与范围很广，具有分析与研究价值，具体场景如下。

1.1  具体的场景分析

2020年，我国的物联网应用范围会普及运动建设、车载、医疗、智慧城市与电网等领域中，5G通信技术能够为移动游戏、视频、虚拟现实等服务提供支持，且在应用过程中具有交互式特点，能够应用在无线接入宽带和通信延迟等工作中。在急救人员跟踪、入侵监测、无人机远程监控等领域中，人们对5G通信技术的应用提出了高可靠性的要求，并且具有零延迟的标准。据调查，在5G通信技术的应用场景部署过程中，室内与室外的场景具有独立性特点：（1）室外场景，主要利用大规模多进多出（Multiple-In Multiple-Out，MIMO）配备基站还有分布类型的天线，在区域内设置天线元件，采用光纤与基站相互连接，对两端区域进行部署，能够使得相关运营商核心网络的连接情况出现变化。另外，使用虚拟蜂窝的部署方式与技术，有助于室外覆盖率的提升，应该予以足够的重视。（2）室内的场景。主要是在用户系统运行期间和室外的建筑天线相互通信，形成天线与室内无线接入点（Access Point，AP）共同通信的局面。不仅可以进行短距离的通信，还能有效提升系统的运行效率和水平，如采用60 GHz毫米波通信等，可以有效解决与预防频谱不足等问题，形成良好的工作模式。

1.2  用户终端分析

5G通信技术在实际应用过程中，主要为终端客户提供高质量的通信服务，在此过程中，用户体验属于主要部分，只有确保用户体验感提升，才能从根本上预防出现通信技术的发展问题。在5G通信技术发展进程中，能够面向游戏、云存储等领域提供服务，促使用户体验感增强，通过无感知延时技术与无线接入宽带技术的应用，可形成相应的用户体验模式。应用于飞机、高铁领域等，采用5G通信技术提供高质量的移动技术服务。与此同时，还能提供娱乐、网络接入服务等，在全面提升用户体验度的情况下，将5G通信技术的积极作用充分发挥。除此之外，5G通信技术在应用过程中，为满足社会节能环保、低能耗的要求，会降低关于执行网络功能的能源消耗量，从而实现绿色环保的发展目的，为通信网络的可持续发展夯实基础。

2    5G关键技术分析

在我国科学技术快速发展的进程中，无线移动通信技术已经从3G、4G时代进入5G时代，无线移动网络从传统的通话业务发展为提供丰富数据信息、网络服务的通信系统。关键技术为以下几个部分。

2.1  大規模MIMO关键技术

对于MIMO技术而言，主要是于发射器部分和接收器部分之间设置天线系统，提升数据容量，促使客户体验度的提升。大规模MIMO关键技术的应用，将天线数量控制在几十到几百，并且移动设备中也会配置具有一定数量的接收天线系统。与传统的MIMO技术相比较，大规模技术的应用，其优势在于：（1）可以促使能源利用率的提升，并确保高频谱的合理利用。（2）可以通过简单预测的方式，针对噪声干扰问题进行有效控制，预防噪声对信号产生干扰。（3）可以为很多用户提供服务，秩序BS传送信号可以满足相关时频用户的多元化需求，针对MAC层次的调度算法设计进行简化，实现最终的服务目的。此类技术在应用过程中的优势很多，可为5G通信技术的应用提供很好的技术支撑，达到预期的工作目标[1]。

2.2  认知无线电网络技术分析

认知无线电网络技术主要是CR网络技术，可以创造性地解决RF频谱拥挤问题，高效应用无线电频谱资源，在一定程度上可以提升频谱资源的利用率，改善5G通信技术的应用现状。在此过程中，相关技术的应用原理为：某无干扰类型的CR网络系统中，用户能够采用独立性的频谱资源，不会被其他用户占用。首先，利用CR发射器接收相关接收器所监测的、被占用的频谱;其次，为了能够更好地应用相关CR技术，确保频谱资源的协调性，可视图同时进行其他用户相同频谱的连接，在出现冲突问题之后，合理协调。在未来发展的进程中，CR通信技术具有一定的抗干扰能力，可同时和用户分享相关频谱，预防干扰影响，全面提升资源利用率[2]。

2.3  移动基站关键技术分析

一般情况下，移动蜂窝基站分布于移动交通设备中，如公交车、私家车与货车等会跟随交通工具移动，因此，所连接的核心网络也能够按照具体的位置而转变，促使网络服务水平与质量的提高。移动基站的优势就是能够提升频谱利用率并减少能源消耗量，降低信令的开销，不仅可以提升关键技术的应用效果，还能够增强整体系统的抗干扰能力[3]。

2.4  绿色通信的关键技术

在5G通信系统实际开发与设计的过程中，需要遵循节能环保的工作原则，树立正确的绿色环保观念意识，在降低能源消耗量的情况下，将绿色低碳的理念融入实际工作。在此期间，需要深入室内无线网络技术，并进行研究与分析，避免出现无线网络信号过量损耗问题，在促使利用率提升的情况下，满足当前的绿色环保要求。室内和室外的各个区域规划过程中，需要降低基站无线网络资源的分配压力，促使信号高效传送处理。在此过程中，采用先进的VLC技术与毫米波技术，遵循低能耗的工作原则，重点进行5G通信技术的开发，全面提升整体的能源利用效果[4]。

3    5G通信技术的未来趋势分析

3.1  超密组网技术的未来趋势

超密组网技术利用增加基站密度的形式，实现最终的技术应用目标，尤其在小型的通信基站中进行部署，能够在一定程度上促使频率复用效率的提升，形成系统化与完善性的通信机制。采用超密组网的技术措施，主要是无线物理层、虚拟层、编码、MAC、多址技术等，在相关无线物理层技术的支持下，可有效促使5G网络频谱宽带的合理使用，提升整体技术的利用率。在无线物理层技术实际应用的过程中，可有效增加网络热点强度，满足各种场景之下的用户通信需求，逐渐减少网络盲点，并增加具体的网络覆盖面积，促使系统容量提升，构建具有立体化特点的网络结构[5]。虚拟层的技术主要是利用单层实体网络来实现，可达到多层网络虚拟处理良好工作的目的。在单层基站和单层网络的基础上，通过构建虚拟化的网络系统，将宏基站作为主要的虚拟网络平台，可有效开展虚拟层的指令控制工作，并达到高效管理的最终目的。将实体站作为主要的控制平台，可有效进行传输数据的管理。合理采用先进的虚拟层技术，工作人员可以通过单载波技术或是多载波技术合理地调控处理，利用多种方法实现5G通信技术的动态化控制，电信运营企业可以按照具体的用户需求、業务特点等，灵活实现网络配置工作目的，合理对其进行调整，保证资源的科学调配，以免发生资源分配不均匀问题，从而为用户提供高质量的服务[6]。

3.2  无线网络技术的改革发展

在无线网络技术的改革发展进程中，5G通信技术应用主要集中在SDN和NFV的技术领域，通过软件与硬件之间的协调配合，统一技术的应用标准，创建新时期背景下良好的技术模式与体系，通过先进技术的应用与渗透，创建多元化的工作模式，以此形成良好的技术发展体系，促使各方面工作的合理落实与长远发展[7]。

4    结语

在实际应用的过程中，应该全面分析5G通信技术相关的应用场景，结合室内外应用场景进行详细的分析和研究，创建科学化的应用模式。在实际发展进程中，需按照新时期背景下的技术要求，合理采用关键技术，打破传统技术应用的局限性，在提升5G通信技术应用效果与水平的前提下，将其积极作用与优势充分发挥出来。

[参考文献]

[1]彭文君，皮雅婧.5G通信技术应用场景及关键技术[J].通信电源技术，2019（10）：182-183.

[2]刘红光.5G移动通信技术应用场景、关键技术及其发展现状[J].数字化用户，2019（20）：244-250.

[3]廖德龄，刘怀仁，赵红阳.5G通信技术应用场景及关键技术探讨[J].通讯世界，2019（1）：81-82.

[4]陈晨.5G通信技术应用场景及关键技术研究[J].数字化用户，2019（14）：11-24.

[5]瞿谨.5G通信技术应用场景及关键技术探讨[J].数字通信世界，2019（1）：200-201.

[6]吴泉.5G通信技术应用场景及关键技术分析[J].网络安全技术与应用，2019（5）：61-62.

[7]唐连雷，王海龙.5G移动通信应用场景及关键技术探讨[J].中国新通信，2018（22）：141-144.

Abstract：The application and development of the key technology is imperative， and the development of 5G communication technology should be combined， and the relevant key technologies should be reasonably adopted to give full play to the positive role of the technology to tamp the foundation for the follow-up development. This paper discusses the application scenario and key technology of 5G communication technology.

Key words：5G communication technology; application scenario; key technology