5G移动通信技术特点及场景应用分析

张欣

摘 要 5G移动通信技术是现在国际上的热门话题，中国的5G移动通信技术在国际上位居前例，因此我们有足够的底气大力发展5G移动通信技术。

关键词 5G;移动通讯;场景应用

引言

5G技术已经成为中国制造2025、信息化社会、人工智能的关键技术，可以将分布广泛、零散的人、机器和设备全部连接起来，构建统一的互联网络。由于高速率、低时延、大带宽、高可靠，5G技术不但能应用于工业场景中，还能支撑起个人移动化互联网应用，同时还可以帮助制造企业摆脱以往无线网络技术较为混乱的应用状态，这对于推动工业互联网的实施以及人工智能的深度转型有着积极的意义。

15G的技术优势

5G以“高速率、低时延、大带宽、高可靠”而著称。ITU-RITU-R确定了5G通信技术8大关键能力指标，5G传输速率相对4G提升10～100倍（峰值传输速率达到20Gbit/s）、用户体验速率达到100Mbit/s、端到端时延达到毫秒级、连接设备密度增加10～100倍（达到106个/平方公里）、流量密度提升1000倍（达到10Mbps/平方米）、频谱效率提升5～10倍、能效比IMT-A提升100倍、能够在500km/h的速度下保证用户体验。5G时代终端会更加多样化，预计5G网络中有70%的设备是静止不动的，而移动用户仅占30%。正是因为这一得天独厚的优势，5G普遍被认为将在高铁、地铁等连续广域覆盖场景，住宅区、办公区、露天集会等热点高容量场景，智慧城市、环境监测、智能农业等低功耗大连接场景，车联网、工业控制、虚拟现实、可穿戴设备等低时延高可靠场景等领域发挥着重要作用。可以看出，5G的到来不仅仅是解决基础通信的问题，更是解决人与人、人与物、物与物的互联，真正帮助整个社会构建“万物互联”。5G是万物互联的开放式、软件可定义的架构，在此架构上有不同的虚拟网络切片，适应成千上万的5G应用场景。

25G通信技术要点分析

（1）智能化技术。智能化成为5G通信技术未来发展方向，它将传感器物联网、移动互联网、大数据分析等技术融为一体，在网络、大数据、物联网和人工智能等技术的支持下，能动地满足人的各种需求。虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术高效处理数据和解释数据，信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息，但是这些都离不开设计人员对数据资源化、云计算、科学计算理论的突破[1]。

（2）D2D技术。D2D（device to device）技术是指两个对等的用户节点之间直接进行通信的一种通信方式。位于D2D通信网络中，各组成用户都具有发送和接收信号的能力，并具有自动路由的功能。D2D通信技术其核心在于网路参与者分享硬件资源，用户在访问硬件资源时无须借助于其他中间实体可以直接进行访问，从而有效提升了硬件的访问速度。

（3）多天线传输。多天线传输模式，就是不同的天线传输模式，反映了每个天线的端口port的数据是如何映射到时频资源块的。目前5G通信的发展需要解决的问题是呈指数增长的无线传输速率需求和信息技术系统的低能耗需求，多天线传输技术从有效提升空间自由度，效率优先的系统优化准则等方面，提升移动通信的频谱效率问题和低功率低能耗问题。

（4）同时同频全双工技术。5G通信技术作为新一代的通信技术，随着5G通信技术的发展与用户人数的增多，未来5G通信对于通信带宽的需求是无限增长的，从而对于无线通信频段提出了更严峻的挑战。新时期新一代的5G通信需要突破传统双工通信模式所带来的弊端，研发同频同时全双工技术，从而有效的提升无线频谱的使用效率，提高系统吞吐量和容量，因此是通信节点实现双向通信的关键技术之一。

（5）新型网络架构技术。5G通信技术为用户所提供的高速率、高质量、差异化的通信服务需要以良好的网络架构为依托。相较于4G通信技术，5G通信技术数据传输速率大幅提升，传统的网络架构远远无法满足5G通信的需求，为满足5G通信的需求需要研发并应用新一代的网络架构，能够对网络资源（网络的接入、计算、存储和网络连接能力）进行更高效化的调配，从而有效地服务于工业、交通、医疗等行业，这些新的业务需求和特征对网络技术提出了新的要求和挑战，需要構建一个新型的网络架构来适应和满足这些需求，因此新型网络架构技术是5G通信实现涵盖物联网的关键技术之一。

（6）密集网络技术。5G通信中无线通信网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向演进。随着各种智能终端的普及，数据流量将出现爆发式的增长。数据业务将主要分布在室内和热点地区，这使得密集网络技术成为实现5G的1000倍流量需求的关键技术之一。超密集网络不仅能够改善网络覆盖，大幅度提升系统容量，并且对业务进行分流，具有更灵活的网络部署和更高效的频率复用[2]。未来，面向高频段大带宽，将采用更加密集的网络方案，部署小小区/扇区将高达100个以上。

35G技术的三大应用场景

①增强移动宽带。对应5G高速率的特点，峰值速率可达Gbit/s的标准，网络直播、高清视频转播和VR体验等直接体现在这个场景上。2019年央视春节联欢晚会深圳分会场，央视与中国联通和华为公司共同合作实施，采用4K高清加5G传输测试，通过5G网络给全国电视观众带来了全景预览春晚候播大厅和分会场的全新体验。2019年3月全国两会召开期间，江苏省广播电视总台在北京首次使用5G将北京演播室信号传回南京。2019年4月人民海军建军70周年仪式，全程采用5G视频直播。②大规模物联网。5G的超大网络容量，具有提供千亿设备的连接能力使人与机器、机器与机器的通信成为可能，促进了大规模物联网的发展。③超高可靠超低时延通信。5G超高可靠低时延通信，可以实现探测到障碍后的自动驾驶汽车响应速度比人的反应更快，加快了自动驾驶汽车和智慧交通的蓬勃发展。

4结束语

5G移动通信技术的场景应用，已是今后社会发展的趋势，随着5G商用的普及和使用，对于5G网络安全的要求也在逐步加强，作为相关行业的技术人员，务必要提高对于5G安全的重视程度，不断学习新的技术和方法，保障5G网络的正常运行。

参考文献

[1] 吕静，王雷.5G通信场景技术要点分析[J].科技创新与应用，2020（6）：161-162.

[2] 何国华，施虹，赵伟.浅谈5G通信技术应用场景和关键技术[J].数字通信世界，2020（1）：52.