5G通信技术的关键技术及未来应用

王洪强

摘 要：5G是当前应用和研发最为先进的移动通信技术，也是移动互联网和物联网发展的重要支撑，能够有效的支撑8K高清视频、虚拟现实、移动云服务、工业互联网、车联网等应用，具有更低延迟、更高带宽等特性，具有非常广泛的应用意义。5G移动通信的组网模式包括两种，分别是NSA（Non-Standalone）模式和SA（Standalone）模式，NSA是基于4G核心网的过度组网模式，仅支持超移动宽带业务，不能实现全部的5G特性。SA是5G通信的标准组网模式，基于5G基站、5G核心网和5G核心技术，满足5G业务的不同应用需求。

关键词：5G通信技术;技术;应用

1 5G通信技术应用的意义

传统的1G技术实现了语音通信、2G技术实现了窄宽分组数据通信、3G技术实现了图像、音乐等高带宽多媒体通信，4G技术为无线互联网通信技术的网速、容量以及稳定性提供了空间。在此基础上的5G移动通信技术，则具有更加突出的应用优势。

一方面，5G移动通信技术能利用新的无线传输技术方式，更高效地实现资源利用，其实际资源利用率是4G技术的10倍以上。并且，5G移动通信技术借助新的体系结构、技术方案以及深度智能化处理能力，真正意义上为系统吞吐率的提升奠定了基础。

另一方面，5G移动通信技术实现了新频率资源的挖掘处理，无线移动通信频谱资源扩展了4倍以上。加之5G移动通信技术自身具有高带宽、低时延等优势，应用在移动通信中能更好地完成通信服务工作，维持通信质量和整体服务效果。

综上所述，5G移动通信技术的推广具有重要的时代意义。

25G通信技术要点分析

2.1超密集异构网络部署技术

解决发展瓶颈的方案是5G网络通信的超密集异构网络部署，让无线传播的速率变得更加快，达到了一千倍的，从而解决了空间利用率低和室内的覆盖范围小的问题。而5G网络的架构也让通信方式实现了转变，从传统的移动蜂窝发生转变，转变成分布式和异构式的方向，还让移动网络的通信方法增加。而密集组网的LTE-B异构网络部署场景实现了小区部署密集性的不断增加。让覆盖范围不断缩小，从而减少了对宏蜂窝的负担情况。而以macro为基础的网络结构，与Picocell、Femtocell、Relay等功率基站相结合，解决了Macrocell网络一直以来被覆盖的问题，大大提高了通信传输之间的可靠性，从而让传输延迟的问题也不断地减少，使用户能够体验到更好地通信服务。

但是在超密集异构网络部署中只能支持用户的自定义部署，其中所采用的封闭式接入方式和差异化的传输功率，有可能会导致出现通信干扰的问题，因此要对其进行干预管理和抑制。而因为ICIC是3GPP中所提出的标准，所以能在一定程度上有效地减轻功率的控制问题，时域干扰问题和领域干扰问题。目前，我国对超密集异构网络部署所产生的干扰问题是从两小区的协作上来解决问题的，但是因为通信技术的不断发展，5G网络也开始应用之后就产生了多网并存的现象导致了层间和层内的干扰变化的琐碎和繁杂。而随着通信网络的不断增加，也导致了频谱资源的越来越少，所以在研究解决通信干扰问题时也应用要提高通信资源的利用率。

2.2大规模MIMO技术

MIMO技术主要是通过发送和接收端之间多天线形成的通信链路，而且其中的无线信道自由度更大，能够容纳更多的通信数据，是5G通信技术中最为重要的关键技术之一。多天线的技术让时频资源块得到有效映射，为其提供了技术的支撑，并且能够在空间复用以及发送分集等方面有较大的优势，为人们提供了更为高效的网络体验感，而且潜在的应用价值也更高。但在当前情况下，5G网络中的MIMO仍然存在着问题，信道的关键性问题是MIMO的发展瓶颈。加上用户在使用移动网络中的通信间隔受到了一定的限制，所以设备正交导频序列的数量也开始减少，导致了导频的污染和干扰。因此应该要大规模地使用MIMO技术，从而在发射器和接收器之间设施多天线的系统来提升数据的容量，使用户达到最优的体验感。而且还要控制天线的数量，将其把控在几十至几百内，并在移动设备上配置一定量地接受天线系统，能够让资源的利用率得到有效地提升，使高频谱能够合理化运用，从根本上遏制浪费资源的问题;还要通过简单的预测方法对噪声干扰问题进行有效地预防和控制，从根源上有效地防止噪声影响信号的干扰问题;还能为更多的用户提供服务功能，通过秩序BS传统信号来满足用户的需求，并针对MAC的层次调度算法进行简化，实现服务的最终目的。大规模运用MIMO技术具有着众多的优势，能给5G通信技术的应用提供强有力的技术支撑，最终达到想要的效果。

2.3 D2D通信技术

D2D是指2个对等用户节点之间进行通信的方式，让用户享受到便利的体验，满足用户在接收信号和发送数据的需求。由于蜂窝系统的覆盖范围存在一定的局限性，相对来说比较小，加之系统的容量低以及功耗大的问题，导致组网缺乏灵活性，不能满足当下社会和时代发展的新要求，从而导致新增业务的时效性进而可靠性的需求也达不到。所以，要加强对D2D通信技术，才能满足5G网络的发展，而这也是对蜂窝系统的强有力的支撑和补充，由此才大幅度增长无线数据的流量，从而降低能耗，有效地解决和满足了通信中的稳定性和实效性。D2D是短距离的传输通信，能够在使用用户终端时进行传输，加上D2D在LTE-A的R132版本中已经完成了场景标准化布置，并且在蜂窝网中的通信问题也已经取得了阶段性的成果，而在这其中就有干扰抑制和基站协作以及资源能得到优化配置的效果。而且在D2D的5G網络运行中，能够实现让网络用户分享硬件资源，有效地提高了用户访问的效率，从而让5G网络在未来的发展中具有更多优秀的应用场景模式，丰富了技术发展的手段。

2.4新型网络架构技术

5G通信技术能给用户带来更多的速度快、高质量以及差异化的通信服务，但是这些就需要一个新型的网络架构框架技术来作为支撑[6]。因为和传统网络相比之下，5G通信的传输速度上已经远远超越了4G网络的速度，所以传统的网络框架已经满足不了5G通信技术的需求了，要想让5G通信给用户提供更好地服务，那么就要建立起新的网络架构技术，才能对网络资源进行更加高效的调配，从而让用户能体验到更好地服务。从而才能应对物联网和互联网应用上的差异化需求，才能更好地为社会的全方位进行服务和覆盖，并将业务从单一领域转向为跨领域行业，从个人服务转为对各行各业的用户服务。而想要满足用户更好地需求，需要构建全新的网络框架才能满足5G通信技术发展的要求，因此此项技术也是实现5G通信技术的关键技术之一。

2.5密集网络技术

5G通信技术的发展正在朝着网络多元化的方向在不断发展，其中就包含了宽带化、智能化以及综合化的方向发展。伴随着智能终端普及率的增多，让数据流量开始朝着爆发式增长着，数据业务也多为分布在室内及热点普及的地区，让密集网络技术实现了5G网络的千倍流量需求的关键技术。而密集王阔技术不仅能提高网络的覆盖率，让系统的容量得到进一步提升之外，还能让业务进行分流，从而让网络部署更加具有灵活性和更加高效的实现频率复用。才能通过无线电谱的方法来高效利用和解决网络拥堵的问题，让用户可以占用无授权的频谱资源，同时对多个访问网络的用户进行协调，提高网络资源的有效利用。

3 5G通信技术的未来应用

5G移动通信技术并不是独立技术体系，而是在2G技术、3G技术以及4G技术基础上实现技术的演进和更迭，因此，其应用场景也是在原有基础上进行扩充和升级。目前，5G移动通信技术的主要应用场景分为三个，分别为e MMB场景、m MTC场景、u RLLC场景，能匹配技术应用优势建立完整的处理控制体系。不仅能实现带宽的增强处理，保持大量数据传输的规范性，还能应用在多社交领域中，建立完整的应用模式。也正是基于此，5G移动通信技术将实现更广泛的应用和技术处理，打造多元信息模式，在促进数据传输效率进步的基础上，维持信息服务管控的规范性和科学性[8]。

（1）5G移动通信技术将助力车联网体系的发展，成为车内网、车际网以及车载移动互联网发展的基础，并且配合RFID技术、自动控制技术等，打造多元匹配通信协议和标准的应用模式，保证动态移动通信的管控工作更加合理。

（2）5G移动通信技术将大范围与无人机联动，发挥5G移动通信技术的应用优势，在无需依赖导航软件的基础上，实现机器视觉能力的拟人处理，无论是抗干扰能力还是画面传输效果都更加优秀。

（3）5G移动通信技术将推动生态互联体系的发展，配合5G关键技术内容，建立范围更大、覆盖面更广的重构生态系统机制，有效实现多元模块和5G移动通信技术的融合，形成5G大生態。

4结语

5G通信是移动互联网和物联网实现的关键技术，经过多年的研究和发展，已经在很多领域得到广泛应用，引入的关键技术也非常多，比如大规模MIMO技术、超密集组网技术和边缘计算技术等，这些技术可以有效的支持5G通信传输速率，能够创新现代社会生活和科学技术发展，实现车联网、工业控制、环境监测等，进一步提高了互联网的应用水平。

参考文献：

[1]龚璐.5G通信技术发展及应用研究[J].信息通信，2020（07）：257-259.

[2]夏朋.5G通信技术的特点和实现原理分析[J].计算机产品与流通，2020 （04）：71.

[3]吕静，王雷.5G通信场景技术要点分析[J].科技创新与应用，2020（06）： 161- 162.

[4]姚伟.基于5G通信技术的发展分析[J].通讯世界，2020，27（01）：15-17.