呂靜　王雷

摘? 要：隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，從4G到即將到來的5G時代，人們的生活方式將發(fā)生顛覆性的改變。5G通信技術(shù)擁有高速率、低功耗、低延時、高通信密度的特點，5G技術(shù)提供的高速率、高可靠性、低時延和高信息密度正在促進各行業(yè)格局發(fā)展，并隨之產(chǎn)生重大變革。同時也對5G網(wǎng)絡(luò)智能化技術(shù)、多天線傳輸技術(shù)、同時同頻全雙工技術(shù)、新型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架技術(shù)、密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行分析，提高我國在5G通信的領(lǐng)先地位，促進通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：5G;通信技術(shù);場景

中圖分類號：TM91? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）06-0161-02

Abstract： With the development of mobile communication technology， people's ways of life， from the 4G era to the upcoming 5G era， will change subversively. 5G communication technology has the characteristics of high speed， low power consumption， low delay and high communication density， which， as provided by 5G technology， are promoting the development of various industries and bringing about great changes. At the same time， this paper also analyzes the intelligent technology of 5G network， multi-antenna transmission technology， co-frequency co-time full duplex （CCFD）， new network architecture technology and dense network technology， so as to enhance our country's leading position in 5G communication and promote the development of communication industry.

Keywords： 5G; communication technology; scene

前言

5G通信最新一代移動通信技術(shù)，其相對于4G通信技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸速度更快、信號質(zhì)量更高，是移動通信技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的重要體現(xiàn)。經(jīng)過多年的研發(fā)，5G通信技術(shù)已經(jīng)趨于成熟并在我國率先投入了運營，為做好5G通信技術(shù)的應(yīng)用需要做好5G通信場景應(yīng)用技術(shù)的分析。本文在分析5G通信場景技術(shù)特點的基礎(chǔ)上對5G通信場景技術(shù)的要點進行了分析介紹。

1 5G通信場景分析

5G網(wǎng)絡(luò)主要有三大應(yīng)用場景，分別是增強型移動寬帶、海量機器類通信和低時延高可靠通信。其中增強型移動寬帶場景其特點在于高速率、大寬帶，能夠滿足多點接入及大速率的數(shù)據(jù)通信，尤其適應(yīng)于各種公共場合的移動通信連接，能夠為用戶提供良好的娛樂體驗。海量機器類通信和低時延高可靠通信則主要面向物物連接的應(yīng)用場景。低時延高可靠通信則基于其低時延和高可靠的特點，主要面向垂直行業(yè)的特殊應(yīng)用需求。

1.1 增強型無線寬帶覆蓋

增強型的移動寬帶網(wǎng)絡(luò)功能將會使得5G技術(shù)得到推廣和創(chuàng)造更多價值。增強型移動寬帶網(wǎng)絡(luò)的第一個主要功能就是將5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)的范圍盡可能擴展覆蓋到所有的建筑物中。增強型室內(nèi)移動寬帶網(wǎng)絡(luò)的第二個主要功能就是能夠提升網(wǎng)絡(luò)容量，用來處理來自更多網(wǎng)絡(luò)終端的大量信息數(shù)據(jù)。這兩項功能的成功應(yīng)用，最終使得用戶無論處于建筑物中的什么位置，都能夠享受到增強型移動寬帶網(wǎng)絡(luò)帶來的美好體驗。

1.2 海量機器類通信

海量物聯(lián)網(wǎng)即機器對機器的聯(lián)網(wǎng)，稱之為M2M，加上傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)，組成了規(guī)模更加廣大的海量物聯(lián)網(wǎng)，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以降低其功耗與成本，這里的成本不僅僅是指物質(zhì)成本，還包括短時間和高速度。

1.3 低時延高可靠通信

5G通信技術(shù)通信速度更快、延時更低，能夠為現(xiàn)代“無人”技術(shù)提供良好的支撐。借助于5G通信技術(shù)，人可以對設(shè)備實現(xiàn)遠程無斷點連接操作，從而使得現(xiàn)代“無人機”產(chǎn)業(yè)得到更好的發(fā)展。

2 5G通信技術(shù)要點分析

2.1 智能化技術(shù)

智能化成為5G通信技術(shù)未來發(fā)展方向，它將傳感器物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)融為一體，在網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)的支持下，能動地滿足人的各種需求。虛擬現(xiàn)實、科學(xué)計算可視化及多媒體等技術(shù)高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息，但是這些都離不開設(shè)計人員對數(shù)據(jù)資源化、云計算、科學(xué)計算理論的突破。隨著研究的進展，進一步為我國5G產(chǎn)業(yè)智能化高質(zhì)量發(fā)展具有重要參考意義。

2.2 D2D技術(shù)

D2D（device to device）技術(shù)是指兩個對等的用戶節(jié)點之間直接進行通信的一種通信方式。位于D2D通信網(wǎng)絡(luò)中，各組成用戶都具有發(fā)送和接收信號的能力，并具有自動路由的功能。D2D通信技術(shù)其核心在于網(wǎng)路參與者分享硬件資源，用戶在訪問硬件資源時無需借助于其他中間實體可以直接進行訪問，從而有效的提升了硬件的訪問速度。D2D具有潛在的提高系統(tǒng)性能、提升用戶體驗、擴展蜂窩通信應(yīng)用的前景，成為推動5G移動通信系統(tǒng)不斷發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2.3 多天線傳輸

多天線傳輸模式，就是不同的天線傳輸模式，反映了每個天線的端口port的數(shù)據(jù)是如何映射到時頻資源塊的。多天線傳輸模式包括發(fā)送分集、空間復(fù)用、多用戶MIMO和波束賦形等傳輸模式。目前5G通信的發(fā)展需要解決的問題是呈指數(shù)增長的無線傳輸速率需求和信息技術(shù)系統(tǒng)的低能耗需求，多天線傳輸技術(shù)從有效提升空間自由度，效率優(yōu)先的系統(tǒng)優(yōu)化準(zhǔn)則等方面，提升移動通信的頻譜效率問題和低功率低能耗問題，因此多天線傳輸問題解決，成為推動5G移動通信系統(tǒng)不斷發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2.4 同時同頻全雙工技術(shù)

5G通信技術(shù)作為新一代的通信技術(shù)，隨著5G通信技術(shù)的發(fā)展與用戶人數(shù)的增多，未來5G通信對于通信帶寬的需求是無限增長的，從而對于無線通信頻段提出了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)通信領(lǐng)域中采用的雙工通信模式為頻分雙工和時分雙工，雙工模式的采用能夠有效的減少通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)射機對接收機所造成的干擾，但是也會帶來通信效率的降低。新時期新一代的5G通信需要突破傳統(tǒng)雙工通信模式所帶來的弊端，研發(fā)同頻同時全雙工技術(shù)，從而有效的提升無線頻譜的使用效率，提高系統(tǒng)吞吐量和容量，因此是通信節(jié)點實現(xiàn)雙向通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2.5 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)

5G通信技術(shù)為用戶所提供的高速率、高質(zhì)量、差異化的通信服務(wù)需要以良好的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為依托。相較于4G通信技術(shù)，5G通信技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸速率大幅提升，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)遠遠無法滿足5G通信的需求，為滿足5G通信的需求需要研發(fā)并應(yīng)用新一代的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)資源（網(wǎng)絡(luò)的接入、計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)連接能力）進行更高效化的調(diào)配。以應(yīng)對各類移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景的差異化極致性需求，從而有效地服務(wù)于工業(yè)、交通、醫(yī)療等行業(yè)，業(yè)務(wù)將從單一領(lǐng)域向跨領(lǐng)域去協(xié)同創(chuàng)新，由面向個人服務(wù)向面向各行各業(yè)的行業(yè)用戶服務(wù)轉(zhuǎn)變，這些新的業(yè)務(wù)需求和特征對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出了新的要求和挑戰(zhàn)，需要構(gòu)建一個新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來適應(yīng)和滿足這些需求，因此新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)是5G通信實現(xiàn)涵蓋物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2.6 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

5G通信中無線通信網(wǎng)絡(luò)正朝著網(wǎng)絡(luò)多元化、寬帶化、綜合化、智能化的方向演進。隨著各種智能終端的普及，數(shù)據(jù)流量將出現(xiàn)爆發(fā)式的增長。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將主要分布在室內(nèi)和熱點地區(qū)，這使得密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為實現(xiàn)5G的1000倍流量需求的關(guān)鍵技術(shù)之一。超密集網(wǎng)絡(luò)不僅能夠改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋，大幅度提升系統(tǒng)容量，并且對業(yè)務(wù)進行分流，具有更靈活的網(wǎng)絡(luò)部署和更高效的頻率復(fù)用。未來，面向高頻段大帶寬，將采用更加密集的網(wǎng)絡(luò)方案，部署小小區(qū)/扇區(qū)將高達100個以上。同時，超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，將進一步提高5G通信技術(shù)的用戶體驗感。

2.7 網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)

5G移動通信技術(shù)能夠滿足各類移動終端（如手機、平板電腦、固定傳感器等）的通信接入。由于接入5G通信網(wǎng)絡(luò)的移動終端眾多，5G通信所面臨的接入環(huán)境也更加復(fù)雜，應(yīng)用場景也更加多元化、多樣化和復(fù)雜化，為滿足多樣化的移動通信需求需要積極做好網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的研究與應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)通過對物理網(wǎng)絡(luò)進行切分，其所切出的各種邏輯網(wǎng)絡(luò)能夠針對性的為各種移動終端提供通信服務(wù)，由于各類終端對于通信的需求也各不相同（如對于數(shù)據(jù)安全性、延時性及可靠性等），應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)將免除針對不同服務(wù)所建立的一對一專用物理網(wǎng)絡(luò)，從而有效的提高了物理網(wǎng)絡(luò)的使用效率，極大的節(jié)約了成本。

2.8 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

5G網(wǎng)絡(luò)是一種利用宏站與低功率小型化基站（Micro-BS，Pico-BS，F(xiàn)emto-BS）進行覆蓋的融WiFi，4G，LTE，UMTS等多種無線接入技術(shù)混合的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。5G通信所使用的站點功率小，其所覆蓋的蜂窩范圍也在變小，但是其所能提供的頻譜效率將得到極大的提升，從而有效的提升了5G通信的通信質(zhì)量。由于5G通信的覆蓋面積減小，將導(dǎo)致最優(yōu)站點的位置難以獲得，為解決通信的難題需要對移動站點進行密集布設(shè)，從而使得站點的布設(shè)效率下降、布設(shè)的成本增加。為解決這一難題，需要積極做好超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)，這一技術(shù)能夠有效的解決上述難題，從而使得站點的分布更加均衡，頻譜效率得到更大的提升。

2.9 高頻段傳輸

移動通信傳統(tǒng)工作頻段主要集中在3GHz以下，頻譜資源有限，隨著5G在系統(tǒng)容量和傳輸速率等方面的爆發(fā)式增長需求，現(xiàn)有頻譜資源容量有限，在高頻段（3000-30000kHz）可用頻譜資源豐富，攜帶能量大，傳播速率快，容易做到大功率發(fā)射，不易發(fā)生衍射，可以實現(xiàn)極高速視距通信。

3 結(jié)束語

隨著5G移動通信時代的來臨，勢必給通信行業(yè)帶來新一代的革新。5G通信技術(shù)帶來的不僅僅是高速、安全的網(wǎng)絡(luò)，更多地是帶來全球化網(wǎng)絡(luò)的無縫連接。但是，隨著網(wǎng)絡(luò)的日益強大，用戶對5G網(wǎng)絡(luò)的要求也更高。通過解決5G移動通信中的技術(shù)要點，可進一步擴大5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用范圍。同時，隨著5G移動通信技術(shù)化的日益完善，其不僅能夠與市場需求進行有效的融合，同時也能夠拓展通信業(yè)務(wù)范圍，改善用戶的5G網(wǎng)絡(luò)體驗，從而進一步促進我國5G通信行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

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