5G通信技术的应用场景及关键技术分析

俞涛 郝洁 张小晖

摘要：当前形势下，推广5G技术的发展和应用是通信行业的大势所趋。为了提升5G技术的应用效果，研究5G通信技术的应用场景、关键技术的门类、具体参数和技术特点是至关重要的。本文系统地介绍了5G通信技术应用及其关键技术，为后续开展各项技术工作提供理论参考。

关键词：5G;通信技术;应用场景;关键技术

中图分类号：TN929.5   文献标识码：A     文章编号：1007-9416（2020）10-0000-00

相对于其他的通信技术，5G技术在通信流畅性、稳定性方面都有明显优势，可以为广大用户提供更加快捷稳定的通信服务。其关键技术包括大规模MIMO技术、超密集组网技术、无线网络技术等等，作为通信运营企业，必须要熟悉5G通信关键技术的原理和应用场景，深入了解技术要求和技术特点，强化技术使用效能，这对于高效发挥通信技术的作用、提升通信服务和质量都有着至关重要的意义。

1 5G通信技术应用场景分析

5G通信技术的高效利用是建立在技术人员明确的系统性认知基础上的，梳理应用场景、应用流程、应用环节注意事项，对于提升技术针对性和有效性有很大的助力作用。

与前四代通信技术相比，5G通信技术的优势主要体现在流量密度、上网速度、连接数量和延时等方面。其进一步满足了三网合一以及物联网对于数据信息交互的要求，通信服务的速度和质量都相较之前出现了质的提升。整体层面来看，我们可以将5G通信技术的应用场景划分为四大类：连续广域覆盖、低延时、低功耗大连接、高容量。连续广域覆盖可以为用户提供更加广阔的网络覆盖范围，确保用户在不停地移动中，也可以流畅地开展各种数据业务获得各类数据服务。连续广域覆盖就是要为用户提供覆盖范围更广、百兆以上的的通信体验。传统通信技术下，受限于网络自身架构，通信速度不断下降，特别是特点场景，如办公区、商场、体育场等人员密集区域，用户的体验感较差。5G技术可以在上述的人员密集地区形成高容量热点服务，持续提升通信服务能力，降低数据延迟，同时为物联网的架设提供了有效的技术支持，提升网络连接速度和服务你那里，带给用户流畅的上网体验增强用户体验感。例如，5G通信技术可以有效改进4G通信运行中的问题，更加有效和稳定，还可以实现ms级别的数据延时。

2 5G关键技术研究

5G通信技术涉及到众多的核心关键技术。通信公司要想应对好5G时代，就必须进一步梳理5G通信技术关键技术的门类、具体参数和技术特点，这是确保5G技术搭建和应用，完善技术提升技术有效性的基本前提。

2.1无线传输技术

2.1.1大规模MIMO技术

5G通信技术的重要切入点是大规模MIMO技术和超密集组网技术，通过大规模MIMO技术，有效缩短数据延时，提升数据无线传输能力，增强数据传输的稳定性和时效，最终为用户提供满意的通信服务。大规模MIMO技术的主要特点就是可以实现无线信号的同步收发，数据信息不论是接受还是传输，都获得了明显地提升。

大规模MIMO技术有助于打造完成高效的通信数据系统，其可以不增加频谱宽度的同时，将信道容量进一步拓展和提升，从而提高通信系统信道容量的利用率。传统通信系统确实在频谱带宽方面存在显著缺陷，大规模MIMO技术针对性地改善了這些缺陷和问题，在控制成本的前提下获取更加稳定的通信质量。大规模MIMO技术，结合最新的有源天线技术的发展趋势，迅速做出调整，在垂直方向上，利用天线单元组合和科学编码，实现动态波束赋形，有源天线与大规模MIMO技术的联合，可以进一步强化数据接收和传输，数据通信的范围也可以进一步扩大，这对于基站建设、维护、成本控制都有重大意义。这也是5G通信技术可以大范围低成本普及和应用的重要原因。

2.1.2超密集组网技术

超密集组网技术，主要实现的路径是增加基站密度。为了提升频率复用效率，技术人员必须要做好各类型通信基站的部署，要形成系统完备的通信机制。超密集组网技术的核心技术是虚拟层技术和无限物理层技术，细分下去又涵盖了MAC技术、编码技术、多址技术等等。无线物理层技术的主要作用机理是提升网络热点强度，减少甚至消除网络的盲点，提升5G通信的频谱带宽使用率。无线物理层技术通过构造立体化的数据结构，有效扩大了网络覆盖面积，为不同场景的用户提供各种通信需求，有效增强系统容量。

虚拟层技术主要任务是虚拟处理多层网络。通过单层实体网络，单层实体基站以宏基站作为虚拟网络的主要平台进一步搭建虚拟平台，以指令形式控制虚拟层。实体层控制平台是实体站，负责有效管理各类传输数据。通过虚拟层技术，主要实现实时调控单载波和多载波，从而实现动态管控5G通信过程。通信公司利用虚拟层技术，可以全面了解用户的通信需求，针对通信业务类别以及发展方向变化，调整配置，调配现有的资源，可以有效地避免资源分布不均与以及咨询浪费问题，最终为用户提升符合通信需求的优质通信服务。

2.2无线网络技术

无线网络技术主要包括SDN技术和NFV技术。SDN技术主要实现了网络结构的虚拟化，创新了Emulex网络架构。SDN技术利用分离路由器提升了网络控制和指令转发功能，一方面，其有效地降低了5G通信结构的复杂性，另一方面，提升了5G通信中的自我决策和自我管理能力。在传统的通信技术模式下，技术人员先要掌握业务需求，继而展开上线部署工作，一旦用户业务需求需要调整，技术人员就要重新整合、修订相关设备参数，由于需要处理和修订的设备较多，包括了交换机、路由器、防火墙等等，导致修订工作量较大，周期较长，工作难度和负荷高居不下，严重影响到业务办理成本、业务办理的效率等等各个方面。SDN技术的应用可以有效避免上述的问题，通过技术手段快速修改路由器相关参数，提升通信服务能力和通信质量、灵活性。NFV也就是网络功能虚拟化技术，其目的在于通过对IT的虚拟化处理，实现技术整合，避免硬件体量过大给日常设备管理带来的问题。NFV技术的框架是OTS大型共享服务器，其依托于虚拟机技术开展各种部署工作。主要特点表现为：技术成本较低，技术灵活性较高，当业务需求出现变化时，依托NFV技术可以快速地调整相关设备参数，网路结构转变效率大幅提升。NFV技术与云计算技术相互配合共同作用下，能够在独立的物理服务器上进行结构部署，有效降低了运行负担，一方面提高系统部署的效率，另一方面也有助于及时地排查和解决故障问题，这位通信系统的整体升级优化创造了积极条件。

3结语

5G通信技术的发展和完善，是社会发展的必然趋势。研究5G通信技术的应用场景、关键技术的门类、具体参数和技术特点，就是为了立足当下，促进通信商业化更快地实现和发展。通信公司要全面了解熟悉5G通信技术，这是后续相关技术研发、优化以及通信技术进一步推广应用的重要前提。

收稿日期：2020-07-08

作者簡介：俞涛（1975—），女，江苏常熟人，本科，高级工程师，从事信息化运营工作。

Application Scenario and key Technology Analysis of 5G Communication Technology

YU Tao，HAO Jie，ZHANG Xiao-hui

（China united network communications limited  Hebei Province Information Security Department， Shijiazhuang  Hebei  050011）

Abstract：Under the current situation， the promotion of 5G technology development and application is the general trend of the communications industry. In order to improve the application effect of 5G technology， it is very important to study the application scenarios， key technology categories， specific parameters and technical characteristics of 5G communication technology. This paper systematically introduces the application and key technologies of 5G communication technology， and provides theoretical reference for the following technical work.

Key Words： 5G; Communication Technology; application scenario; key technology