5G通信技术的应用场景和关键技术

党建军 杨玉霞

（1.兰州银行信息科技部 甘肃省兰州市 730000 2.甘肃岷县中寨初级中学 甘肃省岷县 748402）

随着我国信息技术的不断发展，我国的通信技术发展也取得了较大的成就。从2G 技术到5G通信技术的跨越不仅为用户提供了更加快速的网络服务，同时还实现了通信技术的优化，保障了信息传输以及处理的流畅性与稳定性。5G通信技术的应用范围将会更加广阔，因此各通信企业应该加强对5G通信技术应用场景的管理，发挥技术的效能，不断推进行业的发展，为国家的经济技术发展做出贡献。因此，本文主要对5G通信技术的应用场景与关键技术进行分析，从不同的层面对5G通信技术进行探究，最后分析其发展的趋势。

1 5G通信技术特点

随着信息技术的普及，人们已经习惯了使用电子终端开展日常活动。比如智能手机和电脑，都是信息技术的载体，电子设备与人们的日常生活关系越来越紧密，信息技术改变了人们的生活习惯和方式。人们现在能够利用智能终端进行购物、支付、交流等，这一切都需要通信技术的支持，如果通信网络不稳定，人们的正常生活就会受到影响。为了提升通信网络的稳定性，加快信息传输的速度，人们不断对信息网络技术进行优化和创新，5G 技术就能够满足人们当前的发展需求，为人们带来极致的使用体验。在没有5G 网络之前，通信技术网络信号在偏僻的地方或者封闭的空间里会减弱，影响人们的正常生活和通信，尤其是在遭遇危险时无法与外界取得联系。5G通信技术的信号强度相比之前提高了数倍，其数据传输的速度也得到了极大的改善，对于某些曾经信号难以覆盖的地区而言，5G通信技术改善了当地通信的整体情况。5G 技术在人们的期盼中出现，受到现代人们的喜爱和追捧，但目前我国5G 技术还处于试用的阶段，并没有进行全面的普及使用。网络技术一直是一把双刃剑，随之而来的还有电信诈骗、数据盗取以及植入病毒等不良情况，当通信网络技术水平有限时，数据在进行传输的过程中容易被不法分子进行盗取，通过信息窃取或者病毒植入的方式破坏原本的信息系统或者造成公司机密信息的泄漏，会给个人以及企业带来很大的损失。5G 技术的出现大大提高了数据的传输速度，其信息相比之前更加具有保障性，很难被盗取，提高了数据传输的安全性和可靠性，能够适用于多个领域的发展。

2 5G通信技术应用场景分析

2.1 宏覆盖增强应用场景

在5G通信技术宏覆盖增强的应用场景中，大部分为低频频段，其覆盖的范围非常广泛，覆盖半径能够达到数千米以上。除此之外，技术在场景应用的过程中，能够观测到用户与基站之间存在较强的路损量差异，这也是信噪比出现较大差异的重要原因。在实际的建设工作中，常常在宏站上布置大量的天线，这里边涉及到了宏覆盖增强场应用场景中的非正交传输、新型调制编码以及大规模天线技术。以上三种技术无论是结合使用还是单独使用都体现出较好的效果，具有很高的应用价值。

2.2 超密集部署应用场景

由于5G通信技术的应用性非常强，因此从其应用场景的角度对工作应用进行分析的话，能够在超密集部署应用场景中得到较好的应用。比如，在大型购物商场、大型会议中心以及办公室内等场景中增加5G 技术的应用，能够保障用户的体验速率，将信息传输的速率维持在1G 以上，充分体现了超密集部署的优势。也就是说，当通讯用户的密度较大的时候，就可以使用超密集技术提高信息传输的速率，提高用户的体验。超密集应用场景可以根据范围的不同分为宏小区、微小区以及毫微小区三种，其拓扑形状体现出多样性和异构性的特点。同时还注意的是，由于不同小区之间的增益与天线高度存在差异，因此在信号频率方面也存在一定的区别。

2.3 机器间通信应用场景

物联网的发展少不了5G 技术的支持，但目前我国的物联网应用场景还存在一些问题，尤其是在终端数据支持方面，通信技术对于终端机器的性能提出了更高的要求，当前很多企业受到成本控制的影响很难满足其终端机器的功能要求。除此之外，物联网场景的应用覆盖范围还需要进一步扩大，包括地下室等位置也应该完成覆盖工作。在物联网应用场景中涉及到的技术有控制信令优化技术、非正交传输技术以及窄带传输技术。以上技术的应用能够保障多个终端同时开展工作，对成本实现高效的控制，同时扩大技术覆盖的范围，提高技术的利用率。

2.4 低延迟与高可靠应用场景

在5G通信技术的应用中，低延时与高可靠的应用场景发挥着不同的作用。比如，在进行精密机械制造工作时，如果机械联通环节出现了问题就会导致沟通不及时，从而产生质量问题。又比如在智能交通系统的运行过程中，如果出现较大的延时现象就会增加检测工作的失误，换句话说，极有可能导致交通困难的现象发生，严重影响人们的日常生活，严重时甚至威胁人们的生命安全。为了达到低延迟的应用效果，降低延迟的误差与可能性，5G通信技术在应用的过程中通常还会结合终端直通技术以及链路自适应技术进行工作，实现低延迟的效果。

2.5 手机系统应用场景

随着信息技术以及智能设备的普及，人们已经习惯了使用智能终端进行日常活动。5G通信技术能够应用于移动设备中，对其性能以及应用进行优化，保障用户信息的安全，完善用户的信息度，为无线通信技术的发展提供动力和保障。随着5G通信技术的不断普及和发展，相应的智能手机市场也会逐渐扩大，不断发展。

3 5G通信技术关键技术分析

3.1 大规模MIMO关键技术

大规模MIMO 关键技术主要运用于发射器与接收器部分的天线系统设置中，能够起到提升数据容量、提高用户服务体验的作用。增加对大规模MIMO 关键技术的应用能够将天线的数量控制在几十到几百，同时在移动设备中也将配备接收系统。大规模MIMO技术的使用相比传统的MIMO 技术具有一定的优势，首先，大规模技术能够提升能源的利用率，从而保障高频谱的合理利用。其次，大规模技术能够通过简单预测的方式解决和控制噪声干扰的问题，进一步避免噪声对信号的干扰。最后，大规模技术还能够为更多的用户同时提供服务，通过秩序传送信号满足用户的多元化需求，实现提升服务水平的目标。

3.2 认知无线电网络技术

所谓的认知无线电网络技术主要指的就是CR 网络技术，能够创造性地解决RF 频谱拥挤的问题，实现对无线电频谱资源的高效利用，提高资源的利用率，同时改善5G通信技术的应用状态。CR网络技术能够帮助用户对独立性的频谱资源进行使用，保障频谱资源不被占用。在CR 网络技术应用的过程中，第一步就是使用CR发射器接收受到检测以及被占用的频谱，接着为了保证资源的协调性，可以采用同时连接的方法，如果出现的冲突则进行增加协调的环节。通过对CR 通信技术的研究能够知道，技术在未来的发展中将会增强抗干扰的能力，预防用户的干扰影响，从而提高频谱资源的利用率[1]。

3.3 绿色通信技术

随着现代社会的发展，人们的环境保护意识逐渐强烈，在5G通信技术的发展过程中也应该遵循节能环保的发展原则，坚持绿色发展的方向，不断降低能耗，在实际工作中践行绿色低碳的理念。比如，可以在室内引入无线网络技术，同时对技术进行进一步的优化与改进，降低无线网络信号过量导致的能量损耗，提高技术资源的利用率，满足绿色发展的要求。在对室内以及室外的各个区域进行规划时，技术人员还应该注意降低基站无线网络资源的分配压力，提高信号处理的速度。在这个过程中，可以增加对VLC 技术与毫米波技术的应用，进一步践行低能耗、重环保的工作原则，提高资源的利用率[2]。

3.4 智能化技术

与5G通信技术联系最为紧密的就是日常生活中使用的电子设备和智能终端，比如手机，5G通信技术在手机以及电脑中的应用能够提高人们信息搜索以及传输的速度，保障信息的安全性和传输状态的稳定性。5G 技术能够提升人们的日常生活体验，满足人们的日常生活需求。但是目前我国的5G通信技术在普及应用方面还具有一定的局限性，未来人们将会在多个领域中应用5G通信技术，比如家用电器、交通出行等方面，通信技术使日常生活变得更加简便，更加能够满足人们的不同需求[3]。

3.5 新型网络架构技术

随着我国信息网络技术的不断发展，尽管5G通信技术显示出了较高的先进性和创新性，但同时也存在一些能够提升的地方，相关技术研究人员应该抓住这些点对5G通信技术进行精进和完善，不断提升5G 技术的应用水平。对此，技术人员研究出了与前几代不同的5G通信技术网络架构，之前的通信技术发出或者接受一段信号时，其速度是固定不变的，技术人员能够做出的指令只是简单的发出（收入）或者不发出（不收入），通过技术的创新研究，技术人员能够实现对信号发出与收入速度的调整，且操作非常简单，具有普遍适用性，这样一来就能够提高资源利用的效率以及合理性。当国家将5G通信技术正式投入使用时，将会根据各区域的实际人口分布情况对网络资源进行合理的分配，对于人口密集的区域增加资源的补充，对于人口密度较小的区域则会在满足用户需求的前提下适当降低资源的配给[4]。

3.6 多天线传输技术

在现实生活中，人们经常会遇到信号不稳定的情况，极端天气以及偏远的地区都会影响信号的传输，因为单天线的应用无法保障信号的稳定性。针对这样的情况，技术人员开发了多天线传输技术，通过多根天线的信号收取和发出，当其中一根天线出现损坏时还能够保证信息的正常传输，并不会影响人们通信的信号。多天线传输技术的成本投入并不高，但是能够起到较好的促进效果，值得推广应用[5]。

4 5G通信技术发展趋势分析

4.1 超密组网技术

超密组网技术就是通过基站密度的增加，合理对通信基站进行部署，从而实现技术应用目标的过程，能够起到提升频率复用效率的作用，同时还能够完善网络的通信机制。超密组网技术的应用能够增加网络热点的信号强度，有效减少网络盲点，充分满足用户不同的通信需求，扩大网络信号覆盖的范围，提高系统的容量，帮助系统完成立体化网络结构的建立。超密组网技术将实体站作为主要的控制平台，能够提高数据管理的效率，同时使用虚拟层技术，对系统进行合理的调控，最终实现对5G通信技术的动态化控制。相关的通信企业能够在充分考虑用户需求与特点的前提下对网络资源进行合理的配置，保障资源分配的科学性，提高用户的服务体验[6]。

4.2 无线网络技术

无线网络技术是现代通信网络技术的一种，对于5G通信技术而言，其无线网技术的应用主要体现在SDN 以及NFV 的技术领域。技术开发人员通过软件与硬件的协调配合，建立统一应用标准下的技术模式与体系，创造多元化的工作模式，促进无线网络技术的良性发展以及通信企业的长远可持续性发展[7]。

5 结束语

综上所述，5G通信技术是我国信息技术发展的一大进步，相关技术开发人员应该对其具体的应用场景进行分析和研究，进而创建科学化的技术应用模式，提高资源技术的利用率，促进产业的发展。与此同时，在5G 技术的开发应用过程中，技术人员还应该充分考虑人们对通信技术的实际需求以及新时代的技术需求，坚持绿色发展的连理念，不断对5G通信技术进行创新，突破传统技术应用发展的局限性，充分发挥5G 技术的优势，促进我国经济的持续发展。