浅谈5G应用的关键技术及性能特点

摘要：5G就是第五代通信技术，主要特点是波长为毫米级，超宽带，超高速度，超低延时。5G技术将实现随时、随地、万物互联，让人类敢于期待与地球上的万物通过直播的方式无时差同步参与其中。5G并不是独立的、全新的无线接入技术，而是对现有的技术演进，其中有很多关键技术的创新和革命，本文就简单论述其中的关键技术及性能特点。

关键词：创新；5G

前言

5G技术全称第五代通信技术，在互联网通信日益发展的今天，5G网络作为新时代科技革命的兵家必争之地，将有巨大的前景和空间，基于此，各国都在5G技术上投入巨大，力争抢占5G技术最高点，我国的华为公司在这一领域技术优势领先。5G技术所具有的功能会是高频利用率和高效能，主要表现在信息的传输速率和资源的利用率上，是质的飞跃，5G技术的突出之处在于传输信号的时效性更强、覆盖面更广、安全性更高。

一、5G的关键技术

（一）大规模MIMO技术

2010年，Bell实验室的科学家Marzetta在多小区、TDD场景下，提出了大规模MIMO的概念，从而发现了与单小区、有限数量天线时的一些不同特征。大规模MIMO技术是指基站配置了庞大的天线数量，通常是一百根或者是几百根，较现有通信系统中天线数增加几个数量级以上，在相同的时频资源上同时服务多个用户，且移动终端一般采用单天线接收的通信方式。大规模MIMO技术被业界认为是未来5G中的一项关键技术，它对无线通信系统的信道容量、能量效率和频谱效率等有显著提高作用，

（二）D2D （device to device） 通信技术

D2D（device to device）技术是指通信网络中近邻设备之间直接交换数据信息的技术。通信系统或网络中，一旦D2D通信链路建立起来，传输数据就无需核心设备或中间设备的干预，这样可降通信系统核心网络的压力，大大提升频谱利用率和吞吐量，扩大了网络容量。作为面向5G 关键候选技术之一的D2D 通信技术，在依托未来移动通信技术的超高速率、超大带宽、超大规模接入能力和超大数据处理能力等特征的基础上，通过发挥自身的核心技术优势，将在5G 移动通信运用中充分彰显自身优势。

（三）同时同频全双工技术

同时同频全双工技术（Co-time Co-frequency Full Duplex，CCFD）是指设备的发射机和接收机占用相同的频率资源同时进行工作，使得通信双方在上、下行可以在相同时间使用相同的频率，突破了现有的频分双工（FDD）和时分双工（TDD）模式，是通信节点实现双向通信的关键之一。5G网络需要具备更高的传速效率、更高的数据吞吐量和更加迅速的反应时间；为了实现5G通信的需求应运而生同时同频全双工技术，此技术的应用能够在频谱利用上满足5G通信的基本需求，所以同时同频全双工技术备受国内外重视，各国研究机构都在加紧对5G从实验室到商业化开始研究并实施一系列技术的融合。

二、5G技术的性能特点

（一）增强移动带宽，保证大量数据传输

增强型移动带宽主要表现在网络容量的提升，支持不同的设备同时进行大量的数据传输，带宽增强也意味着传输速率增加。超大的网络吞吐量以及更快的速率使得用户能够获得更好的用户体验。该应用场景包括AR/VR、社交网络、远程教育培训、无线家庭娱乐等一些需要超高清视频数据传输的领域。

（二）海量机器类通信，大量设备接入，数据传输

海量机器类通信主要体现在物联网领域。物联网的设备很简单，需要传输的数据信息量也不大。海量的物联网设备数据传输是5G相对于前几代通信技术的一个全新的应用领域。应用场景大致分为以下几种：智慧农业（土地、农作物以及天气数据）、智慧城市（实体基础设施设备连接）、智能制造（机器人控制、零部件监测）、智能家居等，在这些应用场景中，我们可以看到5G变革性的影响。

（三）超可靠、低时延，传输速度快、稳定可靠

5G采用了“自包含集成子帧”、可伸缩传输时间间隔等新技术，传输延迟显著降低，最低可低至1ms，同时可靠性远远强于4G，因此该应用场景可以用在那些对网络时延很敏感以及对数据传输可靠性很高的领域，比如车辆网（自动驾驶）、远程医疗诊断（实时传输、超低时延）、无人机（巡检和安防）以及智慧能源（馈线自动化系统）等。

三、结束语

本文主要是对5G的几项关键技术进行了简单介绍，同时说明了当前5G的技术的特点及应用的领域，随着时间的推移，还会出现更多的应用场景。5G的发展支撑着物联网的发展，物联网的需求促进着5G技术的進步，同时改变着未来社会的发展。

参考文献

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作者简介：彭永杰（1983-），男，硕士，讲师，主要研究方向：嵌入式系统开发。