5G通信場(chǎng)景與關(guān)鍵技術(shù)研究

陸 威

（中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用控制模式受到了更多的關(guān)注。為提升通信水平，要匹配規(guī)范場(chǎng)景開展相應(yīng)工作，為人們生產(chǎn)生活提供更大的通信便利[1]。

1 5G通信技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景

1.1 通信技術(shù)需求

第一，對(duì)于無縫接入的需求。借助多頻段、多接入處理模式，就能在較小覆蓋半徑下完成網(wǎng)絡(luò)技術(shù)管理控制工作，從而滿足應(yīng)用管理的基本需求，更好地維持通信管理效能。

第二，5G移動(dòng)通信技術(shù)要結(jié)合新型通信技術(shù)內(nèi)容以及高頻段開發(fā)模式，更好地發(fā)揮半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用運(yùn)行優(yōu)勢(shì)，從而維持通信管理的質(zhì)量。

第三，在傳統(tǒng)的頻譜資源發(fā)展結(jié)構(gòu)中，單一資源會(huì)對(duì)無線通信系統(tǒng)性能的優(yōu)化升級(jí)產(chǎn)生影響。而在5G移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展結(jié)構(gòu)中，要結(jié)合通信模式收集頻譜資源、信道等，并配合綠色通信技術(shù)，使海量設(shè)備的能耗管理最優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的和諧統(tǒng)一[2]。

1.2 具體通信應(yīng)用場(chǎng)景

在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用體系中，應(yīng)用場(chǎng)景是維持5G移動(dòng)通信技術(shù)的關(guān)鍵。具體應(yīng)用場(chǎng)景如圖1所示。

圖1 應(yīng)用場(chǎng)景

第一類，極致移動(dòng)帶寬。極致移動(dòng)帶寬指增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶場(chǎng)景，要具備大寬帶和高速率應(yīng)用技術(shù)，并且增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)功能結(jié)構(gòu)中，不僅能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)接入，更好地拓寬5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，還能提升數(shù)據(jù)通信管理的實(shí)效性，從而保證網(wǎng)絡(luò)終端信息數(shù)據(jù)水平。尤其是在公共場(chǎng)合移動(dòng)通信連接模式中，利用增強(qiáng)型移動(dòng)通信寬帶場(chǎng)景就能更好地提供良好服務(wù)，強(qiáng)化用戶的滿意度，以便提升應(yīng)用管理控制標(biāo)準(zhǔn)[3]。

第二類，海量機(jī)器類互連。海量機(jī)器類互連指機(jī)器設(shè)備之間建立有效的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式，聯(lián)動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)體系，就能共同打造海量物聯(lián)網(wǎng)。最關(guān)鍵的是，5G移動(dòng)通信技術(shù)在海量機(jī)器類通信工作中，能減少信息數(shù)據(jù)傳輸造成的能耗，保證通信速率得以優(yōu)化提高。

第三類，超低延時(shí)通信。在低時(shí)延、高可靠性通信場(chǎng)景中應(yīng)用5G移動(dòng)通信技術(shù)，能發(fā)揮技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，建立更加完整的技術(shù)支持模式，確保技術(shù)管理控制工作順利展開。

2 5G通信關(guān)鍵技術(shù)

5G移動(dòng)通信技術(shù)根據(jù)其較為突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，打造更加可控且科學(xué)的通信平臺(tái)，配合通信管理流程，保證通信質(zhì)量的同時(shí)，滿足人們對(duì)于不同通信結(jié)構(gòu)的具體需求，真正意義上建構(gòu)科學(xué)規(guī)范的多元管理體系，為通信可持續(xù)進(jìn)步提供保障[4]。

2.1 智能化技術(shù)

智能化技術(shù)的應(yīng)用是5G移動(dòng)通信技術(shù)優(yōu)化升級(jí)的重要組成部分。智能化技術(shù)結(jié)合通信技術(shù)要求，利用互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)、傳感器互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，配合物聯(lián)網(wǎng)打造更加可控合理的通信平臺(tái)，并建立基于人工智能和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的5G移動(dòng)通信技術(shù)控制結(jié)構(gòu)，滿足人們對(duì)于通信工作的個(gè)性化需求。

借助5G移動(dòng)通信技術(shù)能建立多媒體技術(shù)模塊、虛擬技術(shù)模塊等內(nèi)容的匹配管理模式，配合圖形、動(dòng)畫圖像等可視化信息管理結(jié)構(gòu)，最大程度上增強(qiáng)信息交互管理的及時(shí)性，符合多元化通信需求。此外，在5G移動(dòng)通信技術(shù)模式中，還能實(shí)現(xiàn)科學(xué)計(jì)算理論、數(shù)據(jù)資源化管理以及云計(jì)算分析等內(nèi)容的融合，真正意義上提高智能化控制效果[5]。

2.2 終端直通技術(shù)

對(duì)于系統(tǒng)傳輸信息管理而言，移動(dòng)蜂窩系統(tǒng)的發(fā)展極大程度上提高通信的時(shí)效性。但是，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，其信息容量低、覆蓋范圍小等弊端也逐漸暴露出來。而終端直通（Device-to-Device，D2D）技術(shù)就是在原有應(yīng)用基礎(chǔ)上建立的新型技術(shù)控制模式（見圖2），對(duì)2個(gè)對(duì)等用戶在終端建立傳輸通信模式，以保證各組用戶都能在D2D技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)體系中接收信息和發(fā)送信息，從而優(yōu)化通信質(zhì)量水平。

圖2 D2D通信系統(tǒng)

另外，D2D技術(shù)支持自動(dòng)路由功能，借助技術(shù)應(yīng)用處理模式就能為用戶提供更加便捷的通信處理服務(wù)，確保用戶能隨時(shí)訪問硬件資源，并且建立相匹配的訪問模式，無須匹配中間實(shí)體就能實(shí)現(xiàn)硬件資源的實(shí)時(shí)性分享，最大程度上提高信息管理的時(shí)效性，保證了訪問速度[6-8]。

2.3 多進(jìn)多出技術(shù)

在多進(jìn)多出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）通信系統(tǒng)（見圖3）運(yùn)行環(huán)境中，能借助發(fā)送端以及接收端的多天線打造通信鏈路，從而有效維持通信控制管理的規(guī)范性，并最大程度上保證通信系統(tǒng)的運(yùn)行效能。

圖3 MIMO技術(shù)

第一，通信系統(tǒng)能存儲(chǔ)較多的信息數(shù)據(jù)，并且結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景更好地優(yōu)化無線信號(hào)的自由度，從而提升系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的水平，保證吞吐量符合控制標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)一步延長(zhǎng)通信距離。

第二，在5G移動(dòng)通信技術(shù)體系中，如果要維持應(yīng)用管理控制的合理性和規(guī)范性，那么要在適宜的位置設(shè)置基站結(jié)構(gòu)，確保基站建設(shè)滿足綜合規(guī)范，配合大規(guī)模MIMO通信系統(tǒng)，從而更好地提升運(yùn)行質(zhì)量[9]。

第三，在MIMO技術(shù)體系中，利用空分多址原理將用戶信息進(jìn)行合理性的劃分和控制，配合技術(shù)要求，應(yīng)用線性預(yù)編碼處理模式，從而有效降低噪音問題，避免對(duì)通信范圍內(nèi)的小區(qū)產(chǎn)生影響。

第四，多用戶MIMO通信系統(tǒng)中，利用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)處理模式在復(fù)查調(diào)度算法的同時(shí)，確保模型視圖控制器（Model View Controller，MVC）設(shè)計(jì)體系能更加合理，結(jié)合MIMO通信系統(tǒng)運(yùn)行要點(diǎn)，打造更加科學(xué)規(guī)范的信道管理結(jié)構(gòu)。

2.4 綠色通信技術(shù)

應(yīng)用智能化技術(shù)時(shí)，要建立綠色通信管理平臺(tái)，從而滿足網(wǎng)絡(luò)節(jié)能部署的基本需求。同時(shí)，在共同打造可控化管理結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，滿足技術(shù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用管理標(biāo)準(zhǔn)，維持規(guī)范化運(yùn)行技術(shù)，也為通信多元管控提供保障。

第一，在綠色通信技術(shù)體系中，基站建設(shè)過程要充分考量能耗情況，制定較為合理且科學(xué)的規(guī)范模式，并將資源體系、運(yùn)行管理機(jī)制等作為重點(diǎn)，維持可控化應(yīng)用效能。

第二，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合用戶的具體應(yīng)用要求和情況，著重完成資源結(jié)構(gòu)和傳輸功率參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)整，確保服務(wù)區(qū)內(nèi)用戶量和傳輸功率都能滿足可控化需求，從而真正意義上為服務(wù)區(qū)內(nèi)用戶的管理提供保障[10]。

第三，要結(jié)合5G移動(dòng)通信技術(shù)要點(diǎn)和規(guī)范，建立完整的網(wǎng)絡(luò)部署和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)控制體系，不斷優(yōu)化技術(shù)方案的同時(shí)，最大程度上保證資源優(yōu)化配置工作順利落實(shí)，如高能耗資源配置和高能耗-譜效基站協(xié)作休眠處理模式。

此外，雖然從技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目節(jié)能發(fā)展具有重要的研究?jī)r(jià)值和意義，但是具體執(zhí)行環(huán)節(jié)還會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、設(shè)備更新等因素的影響。為保證綠色通信實(shí)施效果，需要整合具體的技術(shù)內(nèi)容，共同打造更加科學(xué)的技術(shù)運(yùn)行管理方案，以保證5G移動(dòng)通信技術(shù)支持下的通信管理工作全面進(jìn)步。

2.5 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署

結(jié)合網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)展的具體要求，借助密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署方案，從而更好地提升運(yùn)行管理水平，以便于能打造可靠且規(guī)范的管理模式。如空間譜利用率較低和室內(nèi)覆蓋范圍較小等問題，利用超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署方案（見圖4），就能最大程度上提高小區(qū)范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)部署的密集性，極大程度上減少了蜂窩結(jié)構(gòu)的運(yùn)行壓力。在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)完成密集型組網(wǎng)長(zhǎng)期演進(jìn)（Long Term Evolution，LTE）-B 網(wǎng)絡(luò)部署的過程中，將Macro作為整個(gè)組網(wǎng)運(yùn)行體系的技術(shù)核心，建立相應(yīng)的技術(shù)處理方案，匹配技術(shù)模式和對(duì)應(yīng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，就能更好地提高信息交互和數(shù)據(jù)共享的基本水平。最關(guān)鍵的是，結(jié)合低功率基站還能有效解決覆蓋盲區(qū)造成的影響，保證通信傳輸穩(wěn)定和運(yùn)行的安全性。在超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)中，要對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署的抗干擾性予以關(guān)注，有效建立相匹配的抗干擾應(yīng)用控制模式，從而更好地維持運(yùn)行效果，匹配實(shí)際技術(shù)方案，在消除通信干擾的基礎(chǔ)上更好地提升通信資源的利用效率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益和諧統(tǒng)一。

圖4 超密集異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)部署

2.6 SDN/NVF技術(shù)

作為新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，軟件定義網(wǎng)絡(luò)/網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（Software Defined Network/Network Function Virtualized，SDN/NFV）技術(shù)支持5G移動(dòng)通信技術(shù)建立更加科學(xué)的信息交互管理模式，將網(wǎng)絡(luò)最底層、控制層以及應(yīng)用層匯總在規(guī)范體系內(nèi)，配合軟件結(jié)構(gòu)就能更好地維持其運(yùn)行水平，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制平面應(yīng)用管理效能最優(yōu)化。

3 結(jié) 論

5G移動(dòng)通信技術(shù)的推廣是順應(yīng)通信發(fā)展的必然趨勢(shì)，為了發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，要結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景的特點(diǎn)和需求落實(shí)技術(shù)內(nèi)容，滿足人們的通信需求，為通信發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。