5G通信技術(shù)應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)探討

馮萬里

【摘要】??? 近年來，我國通信技術(shù)得到了很大的發(fā)展。我國很多區(qū)域也開始建立5G通信技術(shù)試點(diǎn)，本文以5G通信技術(shù)作為核心，提出其應(yīng)用場景和關(guān)鍵技術(shù)，主要目標(biāo)是為促進(jìn)5G通信技術(shù)的大力發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】??? 5G通信技術(shù)??? 應(yīng)用場景??? 關(guān)鍵技術(shù)

前言：隨著社會形態(tài)的不斷轉(zhuǎn)變，這也就更深入的明確未來我國通信技術(shù)的發(fā)展方向，而5G通信技術(shù)的不斷完善，在實(shí)際應(yīng)用時能夠切實(shí)解決多場景共同應(yīng)用時對性能需求高的問題，但在這樣的過程中，就會存在一定的應(yīng)用場景以及關(guān)鍵技術(shù)方面的問題，基于以上要想更近一步促進(jìn)我國通信領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步，對5G通信技術(shù)研究有一定的必要性。

一、5G通信技術(shù)應(yīng)用場景

1、室外場景。所謂室外應(yīng)用場景，就是通過借助當(dāng)前大規(guī)模的MIMO配備基站以及分布式天線進(jìn)行的，通過在某一區(qū)域內(nèi)放置天線的元件，同時利用光纖連接基站。通過這樣的終端部署就會使得運(yùn)營商核心網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)生一定的改變，除此之外，還可以通過運(yùn)用虛擬蜂窩部署的形式來擴(kuò)大室外的網(wǎng)絡(luò)覆蓋幾率。

2、室內(nèi)場景 。這種場景的應(yīng)用主要體現(xiàn)在用戶能夠直接通過室外的建筑天線與室內(nèi)AP進(jìn)行通信，這種場景應(yīng)用在短距離的通信，切實(shí)提升了網(wǎng)絡(luò)用戶的傳輸 速率，對于60GHz的毫米波通信而言，能從根本上解決頻譜不足的情況。

3、用戶終端對通信技術(shù)的需求。5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)始終都是圍繞終端客戶來進(jìn)行服務(wù)的，因此對5G網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)傳輸成效是其中需要關(guān)注的重要點(diǎn)，到2020年時，5G網(wǎng)絡(luò)逐漸將在線游戲/云存儲等方面的業(yè)務(wù)超過當(dāng)前客戶所應(yīng)用的無線寬帶以及網(wǎng)絡(luò)無感知延遲，這種通信技術(shù)要求能夠在發(fā)生病疫、災(zāi)害等提供更加具有效率的通信服務(wù)，同時還能夠在飛機(jī)上、高鐵上等快速移動的運(yùn)輸工具上提供優(yōu)質(zhì)的移動通信技術(shù)支持，此外還能夠提供娛樂、收發(fā)郵件的網(wǎng)絡(luò)接入等服務(wù)。但就當(dāng)前實(shí)際情況而言，社會也逐漸重視能量消耗和利用方面的問題，因此對網(wǎng)絡(luò)功能的能耗降低具有一定的重要性意義，因此也就重視5G通信 技術(shù)追求綠色環(huán)保、低消耗的問題。

二、5G關(guān)鍵技術(shù)

1、大規(guī)模MIMO。所謂MIMO 系統(tǒng)，具體而言就是在發(fā)射器與接收器兩者之間布置具有一定數(shù)量的天線系統(tǒng)，這樣就能夠從中增多數(shù)據(jù)的容量。一般來講，這種大規(guī)模的MIMO系統(tǒng)中的天線數(shù)量為幾十個至幾百個，于此同時相關(guān)移動設(shè)備也會配置相應(yīng)的接收天線，與原本的MIMO系統(tǒng)相比較，大規(guī)模MIMO系統(tǒng)具有以下幾種優(yōu)勢：其一，有效提升能源利用率以及高頻譜的利用率;其次，通過運(yùn)用比較簡單的預(yù)測方式就能夠控制噪聲對信號的干擾問題;其三，能夠有效運(yùn)用大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的多個用戶進(jìn)行利用，只需要BS 來進(jìn)行信號傳送就可以切實(shí)滿足同一頻率中用戶的多個網(wǎng)絡(luò)需求，在很大程度上將MAC層進(jìn)行簡化，基于以上幾點(diǎn)優(yōu)勢，通過大規(guī)模MIMO 技術(shù)能夠切實(shí)為G通信技術(shù)提供優(yōu)勢的技術(shù)支持。

2、高頻段傳輸。一般來講，在過去移動通信系統(tǒng)工作頻段中，主要集結(jié)于3GHz以下進(jìn)行的，這就使得用戶在應(yīng)用過程中頻譜資源具有一定的擁擠性，但通過在高頻段進(jìn)行傳輸時（如毫米波、厘米波頻段），其中資源多樣，能夠切實(shí)改善過去頻譜資源緊張狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)在高速運(yùn)行背景下短距離通信，同時也能夠支持5G容量以及傳輸速率要求。結(jié)合當(dāng)前時代移動通信技術(shù)的大力發(fā)展，高頻段技術(shù)也會逐漸成為未來通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，行業(yè)中對這方面的技術(shù)也給予了一定的關(guān)注度，其中毫米波移動通信優(yōu)點(diǎn)主要在于帶寬足量，天線和設(shè)備體積比較小、天線增益高等等。但其中也存在一定的缺陷，例如傳輸距離比較短，穿透力以及繞射能力不強(qiáng)，在運(yùn)行過程中會因氣候等方面造成影響。

3、同時同頻全雙工。近年來，同時同頻全雙工技術(shù)已經(jīng)逐漸受到通信技術(shù)行業(yè)的關(guān)注，通過這項(xiàng)技術(shù)能夠在相同的頻譜上，通信雙方之間能夠同時發(fā)射信號、接收信號，與過去傳統(tǒng)的雙工方式相比較，空口頻譜效率也會提升因此提升一倍，從而突破傳統(tǒng)雙工方式頻譜資源的使用限制，為頻譜資源的使用增加靈活性，但與此同時，這種關(guān)鍵技術(shù)需要具備一定的干擾消除能力，另外還存在其他相連小區(qū)同頻干擾問題，而且在這樣的天線以及組網(wǎng)場景背景下，應(yīng)用全雙工技術(shù)的困難程度也因此加大。

4、新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。當(dāng)前LTE接入網(wǎng)采用的技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)扁平化架構(gòu)，這種技術(shù)能夠有效降低系統(tǒng)延遲問題以及建網(wǎng)過程以及維護(hù)等成本，另外未來5G通信技術(shù)很大程度上會采用C-RAN接入網(wǎng)架構(gòu)，這種技術(shù)主要是集合集中化處理、協(xié)作式無線電以及實(shí)施云計(jì)算三者一起的綠色無線接入網(wǎng)構(gòu)架。另外這種接入網(wǎng)架構(gòu)主要是通過運(yùn)用當(dāng)前成本較低的高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)，能夠直接在遠(yuǎn)端天線以及集中化中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信號傳送，能夠在其中構(gòu)建數(shù)百個服務(wù)區(qū)域，甚至是上百公里之外的無線接入系統(tǒng)，這種技術(shù)通過運(yùn)用協(xié)同技術(shù)，有效減少干擾元素，提升頻譜的效率，最終實(shí)現(xiàn)具有動態(tài)化的智能組網(wǎng)，切實(shí)降低投資成本。

總結(jié)：綜上所述，隨著當(dāng)前我國移動通信技術(shù)的快速發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)通信也隨之面臨一定的發(fā)展和挑戰(zhàn)，而5G 通信技術(shù)作為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展過程中的關(guān)鍵所在之處，因此這就需要相關(guān)技術(shù)工作人員在其中投入更多的研究。雖然當(dāng)前我國通信技術(shù)的發(fā)展取得了一定的研究成效，但其中還是存在一定的問題需要加以解決，這樣才能切實(shí)提升用戶對網(wǎng)絡(luò)的無線通信體驗(yàn)。