5G 通信技术应用场景及关键技术探讨论文

SCI论文（）:

摘要：随着时间的推移及科学技术的转型升级，人们的生产、生活方式发生了巨大变化。通信技术的合理应用极大地方便了人们的日常交流，5G通信技术的出现将人们带入了一个全新的通信时代。为帮助人们进一步了解5G通信技术，本文主要针对5G通信技术的应用场景及关键技术进行介绍。

关键词：5G通信技术；应用场景；关键技术

Discussion on the application scenarios and key technologies of 5G communication technology

Zhu Liang

(China Telecom Shaoguan Branch，Shaoguan Guangdong，512026)

Abstract:With the passage of time and the transformation and upgrading of science and technology,certain changes have taken place in people's production and lifestyle.The rational application of communication technology has greatly facilitated people's daily communication,and the emergence of 5G communication technology has brought people into a new era of communication.In order to help people further understand 5G communication technology,this article mainly introduces the applicable scenarios and key technologies of 5G communication technology.

Key words:5G communication technology;application scenarios;key technology

一、引言

本文先阐述5G通信技术的特点，再详细介绍此项技术的应用场景与包含的关键技术，然后针对5G通信技术面临的问题进行探讨，立足现实预测5G通信技术的未来发展趋势，希望能进一步发挥5G通信技术的优势，为建设社会主义强国提供有力的技术支持。

二、5G通信技术的特点

(一)扩展性

5G通信技术是在原有通信技术的基础上发展起来的一种技术，涵盖了以往通信技术的优点，并在此基础上进行了一定的技术改进，能为用户提供更加方便、快捷的通信体验。早在2017年，我国就开展了测定5G基站覆盖能力的工作，其测定结果表明5G通信技术的网络信号强度可以有针对性地满足人们对通信提出的要求[1]。

(二)节能性

5G通信技术的应用能够进一步提升通信网络内部信息交互的速率，为信息中心网与组织网的建立提供有力支持，同时降低运营商的网络建设成本，能从侧面反映5G通信技术的节能性特征。5G通信技术能够使通信组网的能源消耗得到有效控制，尽可能地帮助人们减少应用5G通信技术过程中需要支付的费用，同时确保通信活动正常、有序开展。在不受外部环境影响的前提下，利用5G通信技术可以进一步提高网络通信质量，提高运营商的网络服务水准，提升运营商的市场竞争力。

(三)可靠性

当前，人们对网络通信提出了更高要求。运营商要想使通信网络的吞吐量满足不同用户在不同区域与不同时间节点的通信的要求，就必须为5G通信技术投入更多的资金，以此为用户提供高质量的服务。5G通信技术能在短时间内扩容，进一步加快影像视频等容量较大的信息在传输过程中的速度。同时，5G通信技术能凭借自身稳定性特征确保信息以高强度的信号进行传输，从而为人们的生产、生活提供便利。

浏览大图

三、5G通信技术的应用场景

(一)uRLLC型应用场景

这一类型的应用场景又叫做低延迟、高可靠性场景，主要利用了5G通信技术能够连续传输及数据传输能力强的优势，依托优先级传输机制以及边缘计算等技术手段，实现在车联网、自动驾驶、工业制造等场景中的5G通信技术合理利用。就自动驾驶场景而言，5G通信技术能够进一步提升传输数据的速率，确保传输的稳定性，缩短数据下载的时间，通常来说，其下载速度可以达到1.25Gb/s。司机通过车载控制系统能够准确了解周边的实时路况，并获得实景导航、VR视频通话等服务。5G通信技术应用于工业制造场景中，能使制造厂商实时了解并控制现场生产设备，并使企业云平台连接生产设备及控制系统，从而在短时间内完成上传监测信号、分析信号及下达控制指令等任务，提升生产效率。另外，5G通信技术在应用过程中能通过MCS表格优化、配置通信网络，进一步强化通信网络的低延迟性和可靠性，改善uRLLC应用场景的应用效果。

(二)mMTC型应用场景

mMTC型应用场景被称为海量物联场景或大规模机器通信场景，此场景主要利用5G通信技术的续航能力、连续能力及十分优越的宽带能力。技术人员在5G通信技术的帮助下，可以将海量终端设施接入控制系统，达到扩大覆盖范围、降低能源消耗的目的。这类应用场景一般包括智能家居、环境监测等。

就智慧城市场景而言，人脸识别技术及5G通信技术的联合应用能使通道闸机等设施完成对目标对象面部特征的信息采集，并将收集到的信息上传到人脸数据库进行比对，从而有效获取目标对象的真实身份，然后正确判断采集对象是否为通缉要犯等特殊人员。之后，根据数据扫描结果，通道闸机会向巡检人员发出报警信号，助力全天候、智能化的城市安防巡检体系建设。另外，5G通信技术的连接能力比较强，每平方公里可以同时支持100万台设备共同运行，能充分满足智慧城市建设的要求。

(三)eMBB型应用场景

eMBB型应用场景又称为增强型移动宽带场景，主要具有覆盖能力强、数据传输速度快及移动保障能力突出等优势，能为用户提供良好的移动网络网速。这也是eMBB型应用场景早期被当作核心场景的原因之一。此类场景主要面向个人消费市场，能为用户提供VR社交、同步展示信息、超级网络下载等服务。对超级网络下载场景而言，在5G通信技术的作用下，用户下载海量数据无需花费太长的时间。在没有外来因素干扰的情况下，一部2G左右的电影基本上在一秒左右就可以下载完成。对VR社交服务场景而言，5G通信技术支持短时间内完成传感器采集信号上传、声音匹配等的工作，能为用户提供一个虚拟现实场景，使用户沉浸其中[2]。

四、5G通信技术的关键技术

(一)新型网络架构

相关技术人员要想将5G通信技术网络构建及维护成本控制在一定范围内，并解决网络延迟问题，就必须发挥新型网络架构的积极作用。以C-RAN为主的网络架构利用远端天线和中心节点实现无线网络信号的传输，该架构的构建能覆盖上百个通信基站服务区域的无线接入系统，并能在网络架构中进一步开发虚拟小区等。与以往的网络架构相比，C-RAN网络架构组网更加智能化，并且能降低维护难度、提高频谱效率，不会产生太多的能耗。

(二)多天线传输技术

在应用5G通信技术的过程中，原来的天线传输技术过于老旧，频谱效率有待提升，在一定程度上影响了通信效果、网络覆盖范围及通信成本等。为改变这一现状，技术人员尝试在5G通信体系中融入有源天线阵列技术，并据此设计多天线传输技术方案，为5G通信技术的有效利用提供更多的协作天线。如此，既能优化天线阵列，又能减少用户之间的干扰，进一步提升网络频谱的利用率。另外，在多天线传输技术方案中，技术人员可以合理利用高频段、毫米波等技术，综合分析阵列校准、测量天线信道等问题，以便进一步优化5G通信技术的无线信号覆盖能力，减少发射功率，使空分多址技术得到进一步提高。

(三)同时同频双全工技术

为确保无线通信设备的发射信号、频率、使用时间及接收时间保持一致，技术人员需要合理利用同时同频双全工技术，进一步提高通信链路频谱效率。同时同频双全工技术融入5G通信体系中，能妥善解决通信线路频谱效率达不到要求、频谱资源无法合理使用等问题。但是，通过综合分析此项技术的应用情况不难发现，发射机在发射信号的过程中会干扰本地接收机，从而导致通信质量不佳。因此，在利用同时同频双全工技术过程中，需要发挥自干扰消除技术的积极作用，以此避免发射机出现干扰信号，进一步提升系统的抗干扰能力。但是，在此过程中，需要进一步优化原有的技术手段及控制干扰抑制量，这是因为在5G通信系统和同时同频双全工系统中无法直接利用原有的自干扰消除技术。

(四)大规模MIMO技术

大规模MIMO技术又叫多进多出技术，将大量天线设置在发射及接收端能够构建多信道天线系统，进而能有效利用频谱获取更加可靠的空间资源。MIMO技术应用于5G通信体系中可以进一步提高信号传输的质量。但是，从实际情况来看，传统的串联MIMO技术发送接收端的处理程序较为烦琐，再加上硬件构成十分复杂，因此会在一定程度上增加技术应用成本，对5G通信技术商业目标的实现造成不利影响。因此，运营商需要采取一定手段对大规模MIMO技术进行深入研究，以此取代串联MIMO技术。大规模MIMO技术设计思路是用大量的天线服务少部分用户，以便扩大信道容量，提升频谱效率，尽可能地降低系统能耗，提高信息交互能力。尽管如此，此项技术在应用过程中仍然存在硬件结构烦琐、导频污染等问题，运营商需对此提高警惕。

浏览大图

五、5G通信技术存在的问题

首先，5G信号质量有待提升。在一些地区进行试验时，5G信号与4G信号相比抗干扰能力不足，信号稳定性有待提升，而且在传输数据过程中容易出现信号丢失等情况，无法为用户提供良好的通信服务。因此，运营商需要针对提高5G信号的抗干扰能力进行研究。其次，5G技术部署存在问题。MassiveMIMO技术的应用在一定程度上增加了基站和手机的能耗。大部分5G基站在部署过程中面临着引电、用电等问题，这使手机厂商必须想办法解决5G能耗增加的问题。再加上5G通信技术本身存在电磁波问题，基站数量不断增加，基站规划建设愈发烦琐，工作人员需要综合考虑绿色、安全、美观与信号传播效率等问题。最后，4G技术的应用使流量经营模式走向没落，5G中新技术的出现使我们进入了全新的商业模式时代。

六、5G通信技术的未来发展趋势

(一)改变频率资源应用状况

4G通信技术主要应用了低频段的频率资源，会造成频率资源的浪费，再加上通信用户数量的不断上升，会在一定程度上影响数据传输的可靠性、精准性等。未来，5G通信技术将会针对上述问题进行改进。大力发展高频频率，能使5G通信技术的频率资源使用变成4G通信技术的4倍，运营商可以为用户提供更加多元化的通信设备，进一步满足当前移动网络用户日益增长的需求。

(二)智能交互

综合分析智能交互技术及5G通信技术在无人驾驶飞行器中的应用情况可知，当前，尚未有人利用5G通信技术的高速数据处理速率及海量的数据吞吐量。因为5G通信技术的延迟时间较短，所以可以在虚拟现实、远程医疗、无人驾驶车辆等智能交互场景中发挥精准计时及网络传播速度快等优势，从而改变人们的生产、生活方式。5G通信技术不仅能与电脑、电话等设备相连，还可以在一些监控摄像头、智能锁、家用电器等设备中发挥作用。例如，将宠物项圈与互联网相连，这样一旦宠物走丢，主人就可以利用5G通信技术进行精准定位。在冰箱系统中融入5G通信技术，住户可以实时了解冰箱里物品的储存情况。医生利用5G通信技术能够直接获得患者生命体征数据，及时了解患者病因，并给出有针对性的治疗方案。

(三)为物联网技术发展提供有力支持

5G通信技术与物联网存在一定的联系，未来将在网络系统中融入更多的智能设备。这意味着，5G通信技术需要进一步扩大网络容量、提升数据传播速率。调查研究表明，5G通信技术能支持的设备数量是4G通信技术的10倍，网络平台容量更是扩大了上千倍，能为用户营造更真实的游戏场景。随着时间的推移，各行各业会逐渐出现物联网的身影，这也就意味着运营商需要在研究5G通信技术的过程中综合分析用户的具体需求与互联网的发展状况，以便进一步提高5G通信技术的应用率5g关键技术，扩大5G通信网络的覆盖范围。

七、结语

总而言之，5G通信技术的出现给我们的生活带来了天翻地覆的变化，既提升了数据传输的速率，又满足了用户对于移动通信提出的要求。但是，5G通信技术在应用的过程中仍然存在一些亟待解决的问题。因此，相关人员需要加大对该项技术的研究力度，以此为用户提供更加优质的服务。

【参考文献】

[1]何琦，高聪慧，单彬.5G通信技术应用场景及关键技术分析[J].无线互联科技，2020(2).

[2]孙秀蓉.基于5G通信的关键技术及应用[J].卫星电视与宽带多媒体，2020(10).

关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！

（编辑：晋中站长网）

【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容!