5G通信技術(shù)的應(yīng)用場景和關(guān)鍵技術(shù)

黨建軍 楊玉霞

（1.蘭州銀行信息科技部 甘肅省蘭州市 730000 2.甘肅岷縣中寨初級中學(xué) 甘肅省岷縣 748402）

隨著我國信息技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的通信技術(shù)發(fā)展也取得了較大的成就。從2G 技術(shù)到5G通信技術(shù)的跨越不僅為用戶提供了更加快速的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，同時還實現(xiàn)了通信技術(shù)的優(yōu)化，保障了信息傳輸以及處理的流暢性與穩(wěn)定性。5G通信技術(shù)的應(yīng)用范圍將會更加廣闊，因此各通信企業(yè)應(yīng)該加強對5G通信技術(shù)應(yīng)用場景的管理，發(fā)揮技術(shù)的效能，不斷推進(jìn)行業(yè)的發(fā)展，為國家的經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。因此，本文主要對5G通信技術(shù)的應(yīng)用場景與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，從不同的層面對5G通信技術(shù)進(jìn)行探究，最后分析其發(fā)展的趨勢。

1 5G通信技術(shù)特點

隨著信息技術(shù)的普及，人們已經(jīng)習(xí)慣了使用電子終端開展日?；顒?。比如智能手機(jī)和電腦，都是信息技術(shù)的載體，電子設(shè)備與人們的日常生活關(guān)系越來越緊密，信息技術(shù)改變了人們的生活習(xí)慣和方式。人們現(xiàn)在能夠利用智能終端進(jìn)行購物、支付、交流等，這一切都需要通信技術(shù)的支持，如果通信網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，人們的正常生活就會受到影響。為了提升通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，加快信息傳輸?shù)乃俣?，人們不斷對信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，5G 技術(shù)就能夠滿足人們當(dāng)前的發(fā)展需求，為人們帶來極致的使用體驗。在沒有5G 網(wǎng)絡(luò)之前，通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)信號在偏僻的地方或者封閉的空間里會減弱，影響人們的正常生活和通信，尤其是在遭遇危險時無法與外界取得聯(lián)系。5G通信技術(shù)的信號強度相比之前提高了數(shù)倍，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫驳玫搅藰O大的改善，對于某些曾經(jīng)信號難以覆蓋的地區(qū)而言，5G通信技術(shù)改善了當(dāng)?shù)赝ㄐ诺恼w情況。5G 技術(shù)在人們的期盼中出現(xiàn)，受到現(xiàn)代人們的喜愛和追捧，但目前我國5G 技術(shù)還處于試用的階段，并沒有進(jìn)行全面的普及使用。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一直是一把雙刃劍，隨之而來的還有電信詐騙、數(shù)據(jù)盜取以及植入病毒等不良情況，當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平有限時，數(shù)據(jù)在進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中容易被不法分子進(jìn)行盜取，通過信息竊取或者病毒植入的方式破壞原本的信息系統(tǒng)或者造成公司機(jī)密信息的泄漏，會給個人以及企業(yè)帶來很大的損失。5G 技術(shù)的出現(xiàn)大大提高了數(shù)據(jù)的傳輸速度，其信息相比之前更加具有保障性，很難被盜取，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃?，能夠適用于多個領(lǐng)域的發(fā)展。

2 5G通信技術(shù)應(yīng)用場景分析

2.1 宏覆蓋增強應(yīng)用場景

在5G通信技術(shù)宏覆蓋增強的應(yīng)用場景中，大部分為低頻頻段，其覆蓋的范圍非常廣泛，覆蓋半徑能夠達(dá)到數(shù)千米以上。除此之外，技術(shù)在場景應(yīng)用的過程中，能夠觀測到用戶與基站之間存在較強的路損量差異，這也是信噪比出現(xiàn)較大差異的重要原因。在實際的建設(shè)工作中，常常在宏站上布置大量的天線，這里邊涉及到了宏覆蓋增強場應(yīng)用場景中的非正交傳輸、新型調(diào)制編碼以及大規(guī)模天線技術(shù)。以上三種技術(shù)無論是結(jié)合使用還是單獨使用都體現(xiàn)出較好的效果，具有很高的應(yīng)用價值。

2.2 超密集部署應(yīng)用場景

由于5G通信技術(shù)的應(yīng)用性非常強，因此從其應(yīng)用場景的角度對工作應(yīng)用進(jìn)行分析的話，能夠在超密集部署應(yīng)用場景中得到較好的應(yīng)用。比如，在大型購物商場、大型會議中心以及辦公室內(nèi)等場景中增加5G 技術(shù)的應(yīng)用，能夠保障用戶的體驗速率，將信息傳輸?shù)乃俾示S持在1G 以上，充分體現(xiàn)了超密集部署的優(yōu)勢。也就是說，當(dāng)通訊用戶的密度較大的時候，就可以使用超密集技術(shù)提高信息傳輸?shù)乃俾剩岣哂脩舻捏w驗。超密集應(yīng)用場景可以根據(jù)范圍的不同分為宏小區(qū)、微小區(qū)以及毫微小區(qū)三種，其拓?fù)湫螤铙w現(xiàn)出多樣性和異構(gòu)性的特點。同時還注意的是，由于不同小區(qū)之間的增益與天線高度存在差異，因此在信號頻率方面也存在一定的區(qū)別。

2.3 機(jī)器間通信應(yīng)用場景

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展少不了5G 技術(shù)的支持，但目前我國的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景還存在一些問題，尤其是在終端數(shù)據(jù)支持方面，通信技術(shù)對于終端機(jī)器的性能提出了更高的要求，當(dāng)前很多企業(yè)受到成本控制的影響很難滿足其終端機(jī)器的功能要求。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)場景的應(yīng)用覆蓋范圍還需要進(jìn)一步擴(kuò)大，包括地下室等位置也應(yīng)該完成覆蓋工作。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景中涉及到的技術(shù)有控制信令優(yōu)化技術(shù)、非正交傳輸技術(shù)以及窄帶傳輸技術(shù)。以上技術(shù)的應(yīng)用能夠保障多個終端同時開展工作，對成本實現(xiàn)高效的控制，同時擴(kuò)大技術(shù)覆蓋的范圍，提高技術(shù)的利用率。

2.4 低延遲與高可靠應(yīng)用場景

在5G通信技術(shù)的應(yīng)用中，低延時與高可靠的應(yīng)用場景發(fā)揮著不同的作用。比如，在進(jìn)行精密機(jī)械制造工作時，如果機(jī)械聯(lián)通環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題就會導(dǎo)致溝通不及時，從而產(chǎn)生質(zhì)量問題。又比如在智能交通系統(tǒng)的運行過程中，如果出現(xiàn)較大的延時現(xiàn)象就會增加檢測工作的失誤，換句話說，極有可能導(dǎo)致交通困難的現(xiàn)象發(fā)生，嚴(yán)重影響人們的日常生活，嚴(yán)重時甚至威脅人們的生命安全。為了達(dá)到低延遲的應(yīng)用效果，降低延遲的誤差與可能性，5G通信技術(shù)在應(yīng)用的過程中通常還會結(jié)合終端直通技術(shù)以及鏈路自適應(yīng)技術(shù)進(jìn)行工作，實現(xiàn)低延遲的效果。

2.5 手機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用場景

隨著信息技術(shù)以及智能設(shè)備的普及，人們已經(jīng)習(xí)慣了使用智能終端進(jìn)行日?；顒?。5G通信技術(shù)能夠應(yīng)用于移動設(shè)備中，對其性能以及應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，保障用戶信息的安全，完善用戶的信息度，為無線通信技術(shù)的發(fā)展提供動力和保障。隨著5G通信技術(shù)的不斷普及和發(fā)展，相應(yīng)的智能手機(jī)市場也會逐漸擴(kuò)大，不斷發(fā)展。

3 5G通信技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 大規(guī)模MIMO關(guān)鍵技術(shù)

大規(guī)模MIMO 關(guān)鍵技術(shù)主要運用于發(fā)射器與接收器部分的天線系統(tǒng)設(shè)置中，能夠起到提升數(shù)據(jù)容量、提高用戶服務(wù)體驗的作用。增加對大規(guī)模MIMO 關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⑻炀€的數(shù)量控制在幾十到幾百，同時在移動設(shè)備中也將配備接收系統(tǒng)。大規(guī)模MIMO技術(shù)的使用相比傳統(tǒng)的MIMO 技術(shù)具有一定的優(yōu)勢，首先，大規(guī)模技術(shù)能夠提升能源的利用率，從而保障高頻譜的合理利用。其次，大規(guī)模技術(shù)能夠通過簡單預(yù)測的方式解決和控制噪聲干擾的問題，進(jìn)一步避免噪聲對信號的干擾。最后，大規(guī)模技術(shù)還能夠為更多的用戶同時提供服務(wù)，通過秩序傳送信號滿足用戶的多元化需求，實現(xiàn)提升服務(wù)水平的目標(biāo)。

3.2 認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

所謂的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要指的就是CR 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠創(chuàng)造性地解決RF 頻譜擁擠的問題，實現(xiàn)對無線電頻譜資源的高效利用，提高資源的利用率，同時改善5G通信技術(shù)的應(yīng)用狀態(tài)。CR網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠幫助用戶對獨立性的頻譜資源進(jìn)行使用，保障頻譜資源不被占用。在CR 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的過程中，第一步就是使用CR發(fā)射器接收受到檢測以及被占用的頻譜，接著為了保證資源的協(xié)調(diào)性，可以采用同時連接的方法，如果出現(xiàn)的沖突則進(jìn)行增加協(xié)調(diào)的環(huán)節(jié)。通過對CR 通信技術(shù)的研究能夠知道，技術(shù)在未來的發(fā)展中將會增強抗干擾的能力，預(yù)防用戶的干擾影響，從而提高頻譜資源的利用率[1]。

3.3 綠色通信技術(shù)

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，人們的環(huán)境保護(hù)意識逐漸強烈，在5G通信技術(shù)的發(fā)展過程中也應(yīng)該遵循節(jié)能環(huán)保的發(fā)展原則，堅持綠色發(fā)展的方向，不斷降低能耗，在實際工作中踐行綠色低碳的理念。比如，可以在室內(nèi)引入無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時對技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化與改進(jìn)，降低無線網(wǎng)絡(luò)信號過量導(dǎo)致的能量損耗，提高技術(shù)資源的利用率，滿足綠色發(fā)展的要求。在對室內(nèi)以及室外的各個區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃時，技術(shù)人員還應(yīng)該注意降低基站無線網(wǎng)絡(luò)資源的分配壓力，提高信號處理的速度。在這個過程中，可以增加對VLC 技術(shù)與毫米波技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步踐行低能耗、重環(huán)保的工作原則，提高資源的利用率[2]。

3.4 智能化技術(shù)

與5G通信技術(shù)聯(lián)系最為緊密的就是日常生活中使用的電子設(shè)備和智能終端，比如手機(jī)，5G通信技術(shù)在手機(jī)以及電腦中的應(yīng)用能夠提高人們信息搜索以及傳輸?shù)乃俣?，保障信息的安全性和傳輸狀態(tài)的穩(wěn)定性。5G 技術(shù)能夠提升人們的日常生活體驗，滿足人們的日常生活需求。但是目前我國的5G通信技術(shù)在普及應(yīng)用方面還具有一定的局限性，未來人們將會在多個領(lǐng)域中應(yīng)用5G通信技術(shù)，比如家用電器、交通出行等方面，通信技術(shù)使日常生活變得更加簡便，更加能夠滿足人們的不同需求[3]。

3.5 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)

隨著我國信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，盡管5G通信技術(shù)顯示出了較高的先進(jìn)性和創(chuàng)新性，但同時也存在一些能夠提升的地方，相關(guān)技術(shù)研究人員應(yīng)該抓住這些點對5G通信技術(shù)進(jìn)行精進(jìn)和完善，不斷提升5G 技術(shù)的應(yīng)用水平。對此，技術(shù)人員研究出了與前幾代不同的5G通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，之前的通信技術(shù)發(fā)出或者接受一段信號時，其速度是固定不變的，技術(shù)人員能夠做出的指令只是簡單的發(fā)出（收入）或者不發(fā)出（不收入），通過技術(shù)的創(chuàng)新研究，技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)對信號發(fā)出與收入速度的調(diào)整，且操作非常簡單，具有普遍適用性，這樣一來就能夠提高資源利用的效率以及合理性。當(dāng)國家將5G通信技術(shù)正式投入使用時，將會根據(jù)各區(qū)域的實際人口分布情況對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行合理的分配，對于人口密集的區(qū)域增加資源的補充，對于人口密度較小的區(qū)域則會在滿足用戶需求的前提下適當(dāng)降低資源的配給[4]。

3.6 多天線傳輸技術(shù)

在現(xiàn)實生活中，人們經(jīng)常會遇到信號不穩(wěn)定的情況，極端天氣以及偏遠(yuǎn)的地區(qū)都會影響信號的傳輸，因為單天線的應(yīng)用無法保障信號的穩(wěn)定性。針對這樣的情況，技術(shù)人員開發(fā)了多天線傳輸技術(shù)，通過多根天線的信號收取和發(fā)出，當(dāng)其中一根天線出現(xiàn)損壞時還能夠保證信息的正常傳輸，并不會影響人們通信的信號。多天線傳輸技術(shù)的成本投入并不高，但是能夠起到較好的促進(jìn)效果，值得推廣應(yīng)用[5]。

4 5G通信技術(shù)發(fā)展趨勢分析

4.1 超密組網(wǎng)技術(shù)

超密組網(wǎng)技術(shù)就是通過基站密度的增加，合理對通信基站進(jìn)行部署，從而實現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用目標(biāo)的過程，能夠起到提升頻率復(fù)用效率的作用，同時還能夠完善網(wǎng)絡(luò)的通信機(jī)制。超密組網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能夠增加網(wǎng)絡(luò)熱點的信號強度，有效減少網(wǎng)絡(luò)盲點，充分滿足用戶不同的通信需求，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋的范圍，提高系統(tǒng)的容量，幫助系統(tǒng)完成立體化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的建立。超密組網(wǎng)技術(shù)將實體站作為主要的控制平臺，能夠提高數(shù)據(jù)管理的效率，同時使用虛擬層技術(shù)，對系統(tǒng)進(jìn)行合理的調(diào)控，最終實現(xiàn)對5G通信技術(shù)的動態(tài)化控制。相關(guān)的通信企業(yè)能夠在充分考慮用戶需求與特點的前提下對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行合理的配置，保障資源分配的科學(xué)性，提高用戶的服務(wù)體驗[6]。

4.2 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一種，對于5G通信技術(shù)而言，其無線網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在SDN 以及NFV 的技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)開發(fā)人員通過軟件與硬件的協(xié)調(diào)配合，建立統(tǒng)一應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)下的技術(shù)模式與體系，創(chuàng)造多元化的工作模式，促進(jìn)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的良性發(fā)展以及通信企業(yè)的長遠(yuǎn)可持續(xù)性發(fā)展[7]。

5 結(jié)束語

綜上所述，5G通信技術(shù)是我國信息技術(shù)發(fā)展的一大進(jìn)步，相關(guān)技術(shù)開發(fā)人員應(yīng)該對其具體的應(yīng)用場景進(jìn)行分析和研究，進(jìn)而創(chuàng)建科學(xué)化的技術(shù)應(yīng)用模式，提高資源技術(shù)的利用率，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。與此同時，在5G 技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用過程中，技術(shù)人員還應(yīng)該充分考慮人們對通信技術(shù)的實際需求以及新時代的技術(shù)需求，堅持綠色發(fā)展的連理念，不斷對5G通信技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，突破傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的局限性，充分發(fā)揮5G 技術(shù)的優(yōu)勢，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。