5G通信技术应用场景与关键技术研究

摘  要：本文就5G通信技术应用场景与关键技术进行了相关研究，关键技术包括新型网络构架、多天线传输、智能化、D2D技术以及同时同频双全工等;而应用场景包括mMTC型应用场景、低延时和高可靠应用场景、超密集部署、宏覆盖增强应用场景、uRLLC型应用场景、eMMB型应用场景、机器间通信场景等。

关键词：5G通信技术;5G应用场景;5G关键技术

中图分类号：TN929.5      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）22-0058-03

Abstract：In this paper，the application scenarios and key technologies of 5G communication technology are studied. The key technologies include new network architecture，multi antenna transmission，intelligence，D2D technology and simultaneous dual full frequency. The application scenarios include mMTC application scenario，low delay and high reliability application scenario，ultra intensive deployment，macro coverage enhancement application scenario and uRLLC application scenario，eMMB application scenarios，inter machine communication scenarios，etc.

Keywords：5G communication technology;5G application scenario;5G key technology

0  引  言

4G无线网络技术在我国已经基本普及，同时已经开始往5G网络时代发展。就5G无线通信网络的概念来讲，其应用将会使社会更进一步，迈入到高智能高融合的网络时代。所以，为了有效地开展5G无线通信网络，必须加大对无线网络技术研究的投入，对目前出现的各项干扰进行认真分析，同时制定有针对性的解决方案，使所有资源的使用率能够得以提升。

1  5G通信技术的应用场景

1.1  eMMB型应用场景

VR技术是eMMB型应用场景的代表作品，该技术能够在一定程度上体现宽度的高能需求，同时，eMMB型应用场景也是5G通信技术中最为基本的应用场景。在当前阶段，5G通信技术有三个主要的优点，分别是稳定、快速和准确。因此，在最基本的应用场景中，5G通信技术不仅能够将快速体现出来，同时还能够表现出高效[1]。不管是VR技术展示层面，还是信息同步展示层面，5G通信技术都更为快速。就应用场景描述方面举个例子，一部时长为两个小时，容量为2G的高清电影，在5G通信技术的下载速度中，只需要1秒便能够顺利地将其下载[2]。

1.2  uRLLC型应用场景

在自动驾驶技术中，能够将uRLLC型应用在通信技术方面的及时性和可靠性体现出来，5G通信技术有着非常多的应用场景，但uRLLC型应用场景的优点无疑是所有应用场景中最多的一个[3]。我国5G通信技术有两个方面的优势，其一是通信技术的可靠性，其二是通信技术的高传输性。5G通信技术在下载速度方面，与4G通信技术相比，前者的下载速度是后者的几十倍，并且在下载的过程中，5G通信技术有着比较良好的连线性。5G通信技术包含三个特性，即时性、高效性和可靠性，这三种特性能够最大程度地推动uRLLC型应用场景的实现，从而促进5G通信技术应用场景的实现[4]。

1.3  mMTC型應用场景

mMTC型应用场景中，有一个极具代表性的案例——智慧城市，该案例能够充分体现大量机器的通信需求[5]。在上文中，eMMB型应用场景以及uRLLC型应用场景的描述，都是从5G通信技术微观层面来进行分析的，不管是eMMB型应用场景还是uRLLC型应用场景，两者都没有强连接功能，唯有mMTC型应用场景拥有强连接功能。强连接功能主要优点是可以将生产环境和消费环节进行覆盖，不仅可以将生产环境和消费环节融入到互联网中，同时还可以将市场融入到物联网中，从而实现万物互联的目的。在智慧城市中，5G通信技术能够对多种事物实现智能化管理，比如路灯、路口、井盖等，并且还能够保证基础交通设备的顺利运行，从而提升交通的稳定性[6]。

1.4  超密集部署

5G通信技术所有的应用场景都与超密集部署存在着一定的联系，比如，5G通信技术能够应用到酒店茶楼之中，也能够应用到写字楼、办公室等中。不管在哪个场景都能够将其运用，所以5G通信技术的应用场景与超密集部署有着一定的关系，用户在体验5G通信技术时，不管处于哪个场景，速度都应该达到1Gb/s以上。超密集应用场景可以根据它所应用的范围，将其分为三种不同类型的小区，包括毫微小区、微小区以及宏小区，这些小区通常会呈现两种特性，异构性和多样性。不同小区之间天线高度、发射频率以及增益都会存在一定的差异[7]。超密集应用场景能够使用的技术有三种，其一是无线回传技术，其二是虚拟小区技术，其三是新型调制编码技术。在室内应用场景部署中，需要依靠高频率通信应用来对用户体验速率进行实现，其主要原因是为了避免不同小区之间的干扰。

1.5  宏覆盖增强应用场景

5G通信技术在宏覆盖增强应用场景中出现的大部分频段都是低频频段，而其在宏小区的应用中，所覆盖的范围较广泛，半径能够达到数千米，并且宏覆盖增强应用场景中，用户到基站的路损量有着极大的差异，从而导致信噪比出现差异。通常情况下，会将大量的天线布设在宏站上，使得宏覆盖增强应用场景使用如下三种技术，包括新型调制编码技术、非正交传输技术以及规模非常大的天线技术，而且这三种不同的技术能够实现共存，单个技术远不如综合技术的效果好，因此将三种技术放在一起使用，能达到非常好的效果[8]。

1.6  低延时和高可靠应用场景

5G通信技术中，低延时和高可靠场景是各种不同应用的共同要求。比如，在制造一些精密机械的时候，如果不同机器之间的通信存在延时，那么将会对产品质量造成一定程度的影响，并且这种延时影响即使是毫秒级别也不能例外。特别是在一些智能交通系统运作过程中，延时超过毫秒是绝对不允许的，与此同时，为了减少交通事故发生的几率，它的检测率需要非常低，甚至会低到零。5G通信技术在低延时和高可靠场景应用中，通常会使用两种技术，包括链路自适应技术和终端直通技术。

1.7  机器间通信应用场景

5G通信技术的应用场景有许多，其中包含物联网场景。当前，物联网存在的最大的问题就是巨量终端数据的支持能力不足，并且物联网对各个机器终端和应用场景有着一定的要求，在机器终端方面，机器终端的成本不能高于普通手机的终端。在应用场景方面，为了能够保证电池使用时间延长，需要确保非常低的功率[9]。除此之外，物联网应用场景需要非常广泛的覆盖范围，其他不谈，至少地下室需要覆盖得到。在物联网应用场景的技术使用上，能够采取的技术有三种，包括非正交传输技术、控制信令优化技术以及窄带传输技术。非正交传输技术能够在同一时间支持许多终端同时使用无线资源，控制信令优化可显著降低控制信道的开销，而窄带传输技术则是能够大幅度地降低成本，在扩大覆盖范围的同时减少信道开销。

2  5G通信技术的关键技术

2.1  多天线传输技术

目前，5G通信技术在我国仍旧处于发展过程中，多天线传输技术还存在许多不足和缺陷需要去解决，因此，还需要进一步完善和发展多天线传输技术。多天线传输技术目前发展比较缓慢，5G通信技术如果想要将其进行改变，就要改变源天线，同时对源天线列阵进行完善，只有这样才能够将网络频谱的利用率提高，在不影响应用效果的同时，最大程度地降低通信成本。由于多天线传输技术能够将通信网络覆盖范围进行拓展，所以在5G通信技术利用率方面，多天线传输技术能够将其有效提升[10]。

2.2  新型网络构架技术

随着通信行业的不断发展，5G通信技术也要随之进行改进，特别是在通信效率方面，需要对其进行提升。不过在提升的过程中，需要注意控制通信业务的成本，不能够抬高，尽可能地往低成本发展。如果想要让5G通信技术变得更有效率，最为关键的一点是需要整合所有通信业务，除了对通信业务进行整合外，还要增加更多的新业务。根据社会发展的实际需求增加新业务，使生活中的各个领域都能够将网络系统应用其中，使自组织网络通过这个过程实现网络虚拟化。5G通信技术一方面能够使通信技术的互动功能增强，另一个方面能够使人们体验到无比真实的情境。为了使通信质量得到进一步提高，同时为了将通信技术的应用优势体现出来，就需要结合数据和无线网络云端提高峰值速率。新型网络构架技术有两个方面的优势，即帮助人们建立新的交付模式和提供计算机存储平台[11]。

2.3  智能化技术

在5G通信技术中，智能化技术是最为关键的技术。随着时代的不断发展，智能化科技产品不断涌现，这些智能化产品为人们的日常生活带来了许多便利，比如扫地机器人、智能家电等。针对这一方面，相关的科研需要更辛苦的研究和探索才能够将5G通信技术应用到各个智能化产品当中。云平台是5G通信技术建立的基础，各类智能化产品在云平台上有着一定的联系，这些智能化产品共同构成了数据库，并且这个数据库随时在变动[12]。5G通信技术在大数据背景中，能够开展多种业务，完善其服务，同时还能够保证通信服务的多样性。

2.4  同时同频双全工技术

同时同频双全工技术在5G通信技术中，能够将外界环境干扰降到最低，其主要原因是同时同频双全工技术能够在接收信号的同时将发射机的干扰信息最大程度地消除，因此，该技术能够有效地提高频谱效率。不过在实际应用中，同时同频双全工技术有着一定的缺陷，比如应用范围较小，利用率偏低等。而随着5G通信技术的不断发展和完善，将推动同时同频双全工技术频谱利用率的提高，在保障5G通信技术可靠、稳定的同时，也能够促进5G通信技术的不断进步。

3  結  论

随着无线网络技术成为如今信息传递的主要技术，5G通信技术已经是社会发展的必然要求。对5G通信技术进行改进，对通信网络建设进行完善，能够极大地推动社会和经济的发展，对通信行业有着重大意义。因此，在5G通信技术发展过程中，需要将现有的优势进行保留，以此为基础来进行相关技术研究，对出现的各种问题进行有针对性的解决，只有这样才能够对5G通信技术进行整体优化。

参考文献：

[1] 黄桔林，卢旭文.5G关键技术：D2D通信技术应用 [J].电子技术与软件工程，2019（16）：35-36.

[2] 黄宗伟.5G通信技术应用场景及关键技术 [J].电子技术与软件工程，2019（15）：19-20.

[3] 王昊.5G无线通信技术的关键技术应用研究 [J].中国新通信，2019，21（14）：119.

[4] 丁聪.5G通信技术应用场景和关键技术探讨 [J].中国新通信，2019，21（14）：121-122.

[5] 张俞.光纤传送网在5G移动通信前传关键技术中的应用 [J].信息记录材料，2019，20（7）：47-48.

[6] 庄良.5G通信技术应用场景和关键技术 [J].电子技术与软件工程，2019（12）：20.

[7] 赵丽.基于5G关键技术的应用场景及发展研究 [J].无线互联科技，2019，16（12）：139-140.

[8] 路玉.5G通信技术的技术演化、应用场景及发展趋势 [J].科技经济导刊，2019，27（18）：24.

[9] 刘秋慧.面向5G通信应用的射频MEMS开关设计与制造关键技术研究 [D].山西：中北大学，2019.

[10] 丁聪.5G通信技术应用场景和关键技术探讨 [J].通讯世界，2019，26（5）：98-99.

[11] 黎云杏，全健，谢培全.5G无线通信技术的关键技术应用研究 [J].科技资讯，2019，17（14）：29-30.

[12] 米胜凯.试析5G通信技术应用场景及关键技术探讨 [J].数字技术与应用，2019，37（4）：21+23.

作者简介：李飞（1986-），男，汉族，河南淮阳人，中级工程

师，本科，研究方向：通信工程设计。