5G移动通信应用场景及新型无线网络部署探讨

程 晖

（福建省邮电工程有限公司 福建 福州 350011）

0 引言

5G移动通信是具有高速率、低时延和大连接的新一代宽带移动通信技术，在更高的水平上改善了社会之间互相交流和传递的基本模式。相对传统的人和人之间交流，5G移动通信将物融入其中，可很好地实现人和人、人和物、物和物等通信体系。所以5G移动通信是智能化时代进一步发展和推进的坚实基础。研究5G移动通信的应用场景，并对未来无线网络进行部署和探究对5G移动通信的全面推进有很好的帮助。

1 5G移动通信技术的基础概念和发展过程

5G移动通信技术全称是第五代移动通信技术，是拥有运行速度达到10 GB/s的一种通信技术。相对4G移动通信，5G可获得更高的下载速度，运行参数也有非常明显的提高。这就使得在5G移动通信的使用中，用户可获得更快的传输速率和更流畅的体验。5G移动通信相对4G来说，数据的传输延迟现象得到有效缓解，信息网络中各项能源的消耗也得到降低，这就将整个体系的运行成本进行有效的控制，全面普及到更多用户中。近年来，4G技术逐渐全面推进，商业化体系的4G移动技术逐渐成熟，已然进入较高的水平。随着经济不断地发展，科技也在进步，4G移动技术大多数场景下能有较好的表现，但不能满足社会公众在某些特殊场景下的要求，技术的革新已经迫在眉睫。此外，移动数据需求量逐渐全面发展，移动通信在数据传输的过程中表现出自己的瓶颈。如何更高、更快的发展5G技术已经成为研发团队的核心探究点，这也是响应时代进步的关键点。从网络的角度来论述，大数据越来越多，网络容量也在不断地提升，多网并存的特征中如何更高效地将不同的网络进行管理也是非常重要的。在发展5G技术中，这些问题都需要得到研究和推进。

2 5G移动通信的关键技术

5G移动通信技术在发展中，并非简单地对4G技术进行升级，而是在各技术层面上进行拔高，提升5G移动通信技术的特征，将其打造成为多边形战士。关键技术点上，天线技术、非正交多址候选技术是重要研究内容，传输波形和超密集组则是其中必备的关键性、基础性的研究内容，直接通信D2D技术则是5G移动通信中的核心关键技术，需要不断调整以获得更高的技术突破。有了这些新型、关键技术的加持，5G网络在系统容量上有了更好地提升，能效也更加高，稳定性趋于高水平。关键技术的提升使得整个无线通信网络面向多元素、综合、智能全面前进，发展方向也更加明确。

从技术特征上分析，5G移动通信的特征非常鲜明，包括了高速率、低功耗、低时延、互联性高、高安全等。高速率体现在相对于4G移动通信，5G的运行速率更快。移动通信网络技术是走在需求的前端，网络技术水平不断地提升，网络的运行速度也增加，人们对网络的需求就会出现更全新的应用，这对人们更便捷、舒适地进行网络交换，完成网络业务有更好的帮助。在超高清的观赏、网络直播的观赏、AR和VR时，通信网络速度的限制带来的卡顿、暂停等问题得到很好的缓解，5G技术的运用和推广更加全面。低功耗则是意味着移动通信网络消耗更低。时代快速发展，各项智能化设备出现，智能手表、智能手环和智能家电等都走进人们的生活。人们对通信产品的低功耗要求也越来越高，无须每天充电会使得人们的体验感更好，让用户更加信任、肯定移动通信的各项产品，这对移动通信网络和各项智能设备等都有很好的帮助。设备应用的人性化水平不断提升，产品更替也更加快速，通信网络的发展也蒸蒸日上。低时延则是能够解除网络通信时延，这就意味着5G技术在无人驾驶、自动化发展等多个领域内有更实时的应用。空中接口的时延水平在5G技术下可控制在1 ms左右，这项技术不仅能够满足安全性能的要求，还能够在不同的场景规模化下得到更好的应用[1]。互联性是指万物互联。智能化电子设备在不断地升级、更新，其复杂程度越来越高，多元化的发展在新型背景下，需要人和人、人和物、物和物的互相连接。5G技术不断地发展，万物互联达成之后才能够满足各种设备接口在相同条件下运行。5G技术满足万物互联也能够对人类的生活模式和各项习惯进行改变，能够将社会生活水平提升到更好的高度。安全性高则是表现在5G技术对风险防御和恶意攻击等突发事故的应对处理上。5G技术本身能够在更广阔的范围中得到运用，以金融业、医疗行业、交通等综合性的场景为例，5G技术能够在其中实现更大、更丰富的数据传输，且传输的内容更加复杂，系统运行的稳定性和安全性是基础。强化5G技术的应用安全体系，提升5G技术面对恶意攻击时的抵御水平，同时提高风险防范和控制水平，这样才能够将整个通信体系在更安全、更稳定的条件下运行。

3 5G移动通信的应用场景

3.1 工业智能化方面5G移动通信的应用

人类社会在长期发展过程中，工业的推进是发展的基础，工业发展才能更好地满足人类社会的生存和进步。蒸汽机时代和电气化时代已经过去，现在人类正大步迈向智能化数字时代。在智能化时代的过程中，5G技术是时代发展的技术。工业智能化全面推进，互联网的构建上有线网络、蓝牙和WiFi等各项丰富的传输技术表现出自身的滞后性，5G技术则是能够作为高效传输的第一媒介顺利地支撑起大量的数据传输工作。智能化的生产和制造的过程中，网络表现出的时延性直接对工业智能化表现出负面影响。5G通信技术当中，使用更好的技术解决时延性的问题，将传感器设备在日常运行中的各项精度进行准确调整，时延性的问题得到较好的解决。所以5G移动通信在工业智能化上能够表现出较好的应用前景。

3.2 智慧城市建设方面5G移动通信的应用

智慧城市建设在未来是研究的重点和难点。智慧城市建设过程中会涉及许多复杂的体系，技术含量颇高，需要在智能硬件、云服务平台以及移动应用终端等多个体系中得到全面应用。这样的综合性体系能够直接将城市的各项管理更加的精细化。以智慧监控、智慧交通、智慧建设、智慧生活等为例，将在不同板块上集中设定垂直管理模块才能得到更智能的管理。这也是社会发展的大势所趋。但实际的推进过程中，各个模块之间不仅需要保持互相连接的状态，更是需要独立运行。这就好比一个公司，每个部门都需要独立运行，但是每个部门之间还需要团结协作，为了一个目标共同奋斗。在智慧城市建设当中，这样的综合体系就要求互联网水平能够在5G技术的帮助下，在人工智能技术的加持下共同发挥作用，将建设水平不断提高，使得智慧城市能够为人们创造出更加美好、舒适、安全和健康的生活环境。

3.3 虚拟现实方面5G移动通信的应用

AR技术和VR技术，即增加现实和虚拟现实，这些技术方面都需要对语音进行识别、对头部进行跟踪和研究、对视线进行识别和跟踪、对各种手势进行识别和感应等。这些技术在推进和深入研究的过程中，无线网络的传输有非常重要的作用。无线网络的传输要求在速度上表现出更好的低时延性，还需要在传输成本上进行控制，这样才能更加全面地推进VR/AR技术。对此，5G移动通信表现出自身较好的价值[2]。5G技术的出现和成熟，不仅能够将虚拟现实技术当中各项基础应用水平进行提升，还能拓宽各项技术的应用范围，使得技术在新的场景中得到更好的运用。

3.4 社交网络方面5G移动通信的应用

新媒体不断地发展，短视频行业也得到全面推进。短视频行业从剧本、拍摄、演绎，到后期的剪辑、上传和推广整个过程已经逐渐趋于成熟。但是社交活动不断更新迭代，新兴媒体的应用水平也在不断提升，视频流量和短视频的交互性也逐渐受到人们的重视，如何获得更高的流量，呈现出更好的交互性是未来人们研究的重点。5G技术的支撑能够很好地将社交网络方面的一些问题解决。视频类媒体在被用户选择性地点开后，网络成本得到更好的控制的同时，交互技术也在不断地完善，整个网络的内容、传播途径和安全性都有了很好的提升。5G移动通信在社交网络方面呈现出很广阔的应用价值。

3.5 智慧社区方面5G移动通信的应用

与智慧城市的统筹管理不同，智慧社区的建设是更加基层、更加全面的，是一种全面赋能的新型智慧建设。5G技术在走进智慧社区时，更多的是从相关的要求和指导完成。公安部在推进智慧平安社区的建设过程中，鼓励根据云计算、互联网和大数据等多种前沿的技术手段，将社区当中复杂化、高流动性、车流密集等问题进行综合管理。管理过程中，准确高效是核心的，智慧社区的建设主要是从动态、可视等作为目标，可以做到准确掌握各个社区的基础信息，将社区中的治安防控、便民服务以及矛盾解决等作为常态化的管理[3]。5G技术可以在各项监控和管控体系的支持下，将零散的信息汇总到大数据服务中心，这样协同管控后再精细化的管理，实现实时监测和远程操控功能。对于基层管理工作，这样的管理效果是十分有效的。5G技术在无线网络无缝覆盖之后，整个社区的网络优势也非常明显，8K视频、高流量高速率等，使得社区工作人员能够直观地鉴别出目标的身份，整个社区的作业效率也更高。各项实时视频的调度也能够帮助解决更多的民生问题，真正实现5G技术服务于智慧社区。整体来说，智慧社区在5G移动通信技术的帮助下，物业服务水平得到提升，特别是安保工作更是有效加强，业主满意，生活环境得到更好改善。

3.6 人工智能大数据方面5G移动通信的应用

人工智能大数据的发展是时代趋势，是时代的使命。5G技术和人工智能之间表现出了协作共生、相互促进的关系。人工智能大数据当中，5G技术不断地提升和强化，能够将人工智能技术当中各项响应速度拔高，将人工智能的相关内容进行拓展，使得用户在5G技术下使用人工智能时获得更好的用户体验。5G技术在应用的过程中，不仅将人工智能在实际应用中因移动通信技术表现出的短板补齐，更重要的是成了人工智能在实际运用过程中的推广助力器。从人工智能大数据的发展来研究，人工智能大数据不断的发展和进步，也为5G技术的研究提供了支撑[4]。5G技术在各个场景中得到运用，相关的要求也各有所长，在人工智能技术的加持之下，5G移动通信的智能化水平得到很好的提升，自动化程度也越来越高。整体而言，5G移动通信在人工智能大数据的影响下有了很广袤的进步空间，运行水平有很大提升。

4 探究以5G移动通信为代表的新型无线网络未来部署

5G移动通信作为一种新型网络，其具有三大特点：全新性、革命性、全IT技术架构性。在这些特性之下，更高速度、更大宽带、更低时延、更强能力已经加持。在不同的场景下，新型无线网络架构的部署也是非常值得研究，这样的技术才能够做好强移动的互联网，才能够将移动互联网做大。研究新型无线网络未来的部署，可以从三个场景展开分析，即增强移动宽带、大规模机器类通信和超高可靠和低时延的通信[5]。5G网络的部署当中，未来需要朝着更加灵活的方向前进。

4.1 增强移动宽带场景的未来部署

增强移动宽带需要在更高速、更大宽带的条件下提升基带的速率。5G移动通信中，增强移动宽带作为一种高热点和高容量的场景，可尝试多种方式进行部署。第一，CU+DU分层。CU的集中部署制作在控制面上，这样的独立又统一的面能够对一个区域内的不同的CU面进行分管，多个DU隶属于CU，DU在其中作为分支，进行各项无线资源的管理和移动性的管理，这种CU+DU分层组网进行管理的模式能够很好地对控制面进行控制和操作。DU在分区部署的同时，针对热点区域，可设置成为超密集的部署，这样能够有效地化解高热点背景下高容量场景在单位面积下的超高吞吐需求。DU作为数据的基站，CU作为命令基站，各自分工协作，一个完成集中控制，一个完成细节控制，这样的配置非常简单，能够实现即插即用的效果。第二，将控制面设置成虚拟化的超密集组网架构。针对热点高容量的场景，可以尝试上述方法；在不具备部署上述方法的热点高容量场景之中，可以尝试进行集成控制面、用户面功能的基站来进行部署。展开来说，这种超密集组网可以将承载和控制进行分离，这样能够很好地解决缺少统一的控制面形成的各项负面影响[6]。此外，还将各个基站的部分资源进行部分抽取，用在承载统一的虚拟控制网络架构之中，这样的信息构成一个虚拟的信令基站。这个信令基站中，多个基站进行数据的承载，从而构成控制面虚拟化的超模及组网架构。这些未来部署的方法可有效解决实际场景中表现出的问题。

4.2 大规模机器类通信场景的未来部署

大规模机器类通信运用时要求低时延、高可靠性，这就要求5G技术的无线网进行网络部署架构时表现出本地特征，将各项基站设计为具备智能感应、快速分发信息、业务控制等多样化的设备。时延的问题可以将特定的业务的控制功能进行调整，使其十分接近接入网侧，这样能够有效缓解时延问题。此外，根据不同的场景需求，可以将区域性的移动管理功能进行下沉，让网侧接入更多内容，用户在相关的局域网内活动时，可以很好规避切换信令互交问题，延迟性得到控制。全功能基站中也可以设置集成化的控制面板，根据各项数据对用户进行分析和预测，对需要更多资源的目标区域进行资源的预留和与操作，这样能够很好地提高切换的成功率，将整个5G通信技术的可靠性进行提升[7]。

4.3 超高可靠和低时延的通信场景的未来部署

超高可靠和低时延的通信场景要求能耗低、连接更大，这样的场景可以基于控制，将承载分离构建新型网络架构。海量的连接可以尝试对无线网增加控制面，将各种无线资源设置在上面，这样各项控制信令资源就能得到有效控制，从而满足实际需求。此外，也可以将分簇、分层部署架构设置在其中，5G技术过程中，各个用户终端使用的特点是：小数据量、移动性低、功耗低且集中在固定的区域，这样的特点使得无线网进行部署时，可尝试将业务和用户进行连接完成部署。分簇设置的模式，将簇集中在控制中心当中，簇作为提供用户接入控制和连接管理的设备，用户的各项数据经过簇的集中收集和汇聚，并完成转发工作。上层的数据基站收到数据之后，对簇进行统一的控制和协调。这样分工合作的网络框架能够保证各个簇之间实现无线资源的协同管理和移动控制，使得整个移动通信场景更加人性化、专业化。

5 结语

5G移动通信技术的实现是我国通信技术发展过程中的重要研究成果，在市场的需求下，5G移动通信技术有了全新的应用场景。未来，5G技术还需要结合自身特点，在新型无线网络中的调整部署，不断提升技术的同时将应用场景定位更准确、更合理、更具有部署的灵活性，使得整个5G技术真正能够服务于人民、服务于社会。