5G通信技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景與技術(shù)探析

曲方明

（吉林吉大通信設(shè)計(jì)院股份有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130000）

0 引 言

近年來(lái)，我國(guó)的通信技術(shù)發(fā)展迅速。相比于3G和4G通信技術(shù)而言，5G通信技術(shù)速度更快，覆蓋范圍更加廣泛，在不同應(yīng)用場(chǎng)景中的優(yōu)勢(shì)明顯?；诖?，本文主要圍繞5G通信技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景與技術(shù)類(lèi)型進(jìn)行探析，具有重要的推廣意義和應(yīng)用價(jià)值。

1 5G通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

1.1 速度快且延時(shí)低

5G通信技術(shù)是在原有4G信息技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行深入開(kāi)發(fā)與研究的，例如在觀看視頻時(shí)，單一通過(guò)4G技術(shù)可以選擇高清類(lèi)型的視頻內(nèi)容，而通過(guò)應(yīng)用5G技術(shù)則可以使現(xiàn)有的高清視頻緩沖速度更快，觀感更好。如圖1所示，5G通信技術(shù)在峰值速率、用戶體驗(yàn)速率、移動(dòng)性以及流量密度等方面綜合優(yōu)勢(shì)明顯[1]。

圖1 5G技術(shù)的關(guān)鍵指標(biāo)

1.2 實(shí)現(xiàn)了萬(wàn)物互聯(lián)和云端生活

應(yīng)用5G通信技術(shù)可以在原有設(shè)備的互聯(lián)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)云端的綁定和多項(xiàng)操作，真正實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)。5G信息技術(shù)的連接效果更加智能化，互動(dòng)場(chǎng)景更加生動(dòng)且立體。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)直播帶貨的形式越發(fā)盛行，消費(fèi)者可以在購(gòu)物過(guò)程中表達(dá)自身看法，而商家也可以第一時(shí)間與消費(fèi)者進(jìn)行溝通與反饋，此類(lèi)直播帶貨模式同樣也在一定程度上體現(xiàn)了當(dāng)前5G技術(shù)的高效性和云端的生活化改變，全面提升人們生活的便捷性[2]。

2 5G通信技術(shù)的主要應(yīng)用場(chǎng)景分析

如圖2所示，近年來(lái)5G技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域和場(chǎng)景中被廣泛應(yīng)用，例如移動(dòng)寬帶、視頻及超高清視頻、云端工作與娛樂(lè)、工業(yè)化生產(chǎn)、VR技術(shù)、智能家居、智慧城市打造、汽車(chē)自動(dòng)駕駛功能以及電子醫(yī)療等[3]。

圖2 5G通信技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景

2.1 增強(qiáng)型無(wú)線寬帶覆蓋應(yīng)用場(chǎng)景

增強(qiáng)型無(wú)線寬帶覆蓋的通信場(chǎng)景應(yīng)用最為直觀和廣泛，為數(shù)據(jù)的高效處理和實(shí)時(shí)傳輸提供了更加便捷的條件。對(duì)于增強(qiáng)型無(wú)線寬帶的5G通信技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行深入研究，確保能夠進(jìn)一步滿足不同層次用戶的個(gè)性化需求，讓用戶獲得更好的體驗(yàn)，為我國(guó)整體通信事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)[4]。

2.2 海量機(jī)器類(lèi)通信應(yīng)用場(chǎng)景

海量機(jī)器類(lèi)通信應(yīng)用場(chǎng)景主要指的是物聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)不同機(jī)器的聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行云端數(shù)據(jù)傳輸，例如智慧城市、智能家居以及建筑系統(tǒng)等都屬于物聯(lián)網(wǎng)通信應(yīng)用場(chǎng)景的重要組成部分。機(jī)器類(lèi)通信的綜合技術(shù)水平不斷提升，不僅可以進(jìn)一步強(qiáng)化5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行高效性，而且還能保證在運(yùn)行過(guò)程中信息數(shù)據(jù)的高效率傳輸，從而進(jìn)一步降低系統(tǒng)運(yùn)行成本。在5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和5G通信技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，可以進(jìn)一步探索智能家居、智慧城市等物聯(lián)網(wǎng)的新型應(yīng)用途徑，為其綜合應(yīng)用效果的提升提供幫助[5]。

2.3 低延時(shí)和高可靠性通信應(yīng)用場(chǎng)景

在以往的信息通信技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，一旦發(fā)生延時(shí)較高的問(wèn)題則會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行受到嚴(yán)重阻礙，數(shù)據(jù)信息的傳輸效率嚴(yán)重下降。例如，人們?cè)谌粘Ｉ钪袝?huì)觀看不同類(lèi)型的視頻，如果存在延時(shí)高的問(wèn)題，則會(huì)導(dǎo)致視頻卡頓，影響用戶觀感。特別是在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)、電子醫(yī)療、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域，如果出現(xiàn)延時(shí)較高的問(wèn)題，將會(huì)造成嚴(yán)重的影響。通過(guò)在高可靠性和低延時(shí)的通信應(yīng)用場(chǎng)景中全面應(yīng)用5G通信技術(shù)，更加貼合社會(huì)的發(fā)展需求[6]。

3 5G通信技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)類(lèi)型

3.1 智能化技術(shù)

信息技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)過(guò)程中，與人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)了有效融合。例如，物聯(lián)網(wǎng)和傳感器等相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中也可以通過(guò)5G通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效整合，既提升了5G通信技術(shù)的應(yīng)用智能化效果，也能保證在應(yīng)用過(guò)程中可以對(duì)不同類(lèi)型的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析與處理。

3.2 NFV和SDN技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（Network Function Virtualization，NFV）技術(shù)可以對(duì)現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)中各類(lèi)私有專(zhuān)用的網(wǎng)元設(shè)備進(jìn)行取代和替換，進(jìn)一步節(jié)約成本和資源，不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)資源真正實(shí)現(xiàn)了靈活與共享。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Network，SDN）技術(shù)則為網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制提供了新的可能，讓網(wǎng)絡(luò)傳播更加智能化、綜合化。在5G通信技術(shù)的應(yīng)用與拓展過(guò)程中，NFV技術(shù)與SDN技術(shù)共同發(fā)揮作用，能夠進(jìn)一步減少無(wú)線傳輸過(guò)程中不同類(lèi)型數(shù)據(jù)傳播的失真和傳輸錯(cuò)誤等情況，減少資源浪費(fèi)，并且能夠在原有的基礎(chǔ)上對(duì)5G通信技術(shù)進(jìn)行全面優(yōu)化與完善[7]。NFV技術(shù)能夠在待機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行資源釋放，進(jìn)一步提高了當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用效率，同時(shí)也能夠切實(shí)提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行效率和整體水平。在5G通信中應(yīng)用SDN技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同節(jié)點(diǎn)之間的虛擬化連接，構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)，讓節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系更加緊密，不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)和消息也可以第一時(shí)間反饋給虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化傳播，切實(shí)提高了網(wǎng)絡(luò)的傳播效率和可靠性[8]。

3.3 D2D技術(shù)

終端直播（Device-to-Device，D2D）技術(shù)主要構(gòu)建不同對(duì)等用戶之間的通信方式，既能夠滿足用戶在信息通信流程中的信號(hào)接收需求，同樣也能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的良好發(fā)送和高效傳達(dá)。在5G通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和優(yōu)化過(guò)程中，通過(guò)與D2D技術(shù)的全面融合，有利于進(jìn)一步提高用戶之間的信息共享水平，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場(chǎng)景拓展和應(yīng)用技術(shù)水平提高提供了重要幫助，同時(shí)也能促進(jìn)5G技術(shù)的內(nèi)涵與手段不斷豐富與完善。

3.4 多天線傳輸技術(shù)

將5G通信技術(shù)與多天線傳輸技術(shù)進(jìn)行有效融合，可以對(duì)現(xiàn)有的視頻資源內(nèi)容進(jìn)行映射，進(jìn)一步發(fā)揮通信網(wǎng)絡(luò)的分級(jí)與空間復(fù)用等多層次功能與價(jià)值。相關(guān)技術(shù)人員需要積極應(yīng)用多天線傳輸技術(shù)，并針對(duì)該技術(shù)進(jìn)行深入的研究與應(yīng)用，特別是針對(duì)多天線傳輸技術(shù)的頻譜效率問(wèn)題等制定更有針對(duì)性的完善措施和解決對(duì)策，保證5G通信技術(shù)在與多天線傳輸技術(shù)融合時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類(lèi)型資源的最大化應(yīng)用[9]。

3.5 同時(shí)同頻全雙工技術(shù)

同時(shí)同頻全雙工技術(shù)主要是指在同時(shí)段和同頻道進(jìn)行雙向通信的技術(shù)類(lèi)型，確保參與通信的雙方能夠保證同樣的頻率和時(shí)間進(jìn)行信號(hào)與數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送。5G技術(shù)在廣泛的應(yīng)用過(guò)程中體現(xiàn)出了較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和融合優(yōu)勢(shì)，但是也存在諸多問(wèn)題，主要體現(xiàn)在無(wú)線通信頻段方面。對(duì)此，積極應(yīng)用同時(shí)同頻全雙工技術(shù)能夠有效解決此類(lèi)無(wú)線通信頻段方面所帶來(lái)的問(wèn)題與挑戰(zhàn)，有效提高5G通信技術(shù)的通信效率水平，確保無(wú)線頻譜的使用效率保持一致，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的全面優(yōu)化與升級(jí)[10]。

3.6 其他通信技術(shù)

5G廣泛應(yīng)用過(guò)程中同樣也涵蓋了其他的通信技術(shù)類(lèi)型，例如密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)等。應(yīng)用5G通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的密集化操作，保證信息數(shù)據(jù)的傳輸效率和通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性等。除此之外，也可以應(yīng)用高頻段傳輸技術(shù)，并將其與網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)等進(jìn)行有效結(jié)合，從而提高綜合運(yùn)行水平。

4 結(jié) 論

總而言之，在新時(shí)代發(fā)展進(jìn)程中，5G通信技術(shù)已經(jīng)已經(jīng)對(duì)人們的日常生活和工作產(chǎn)生了非常大的影響。為了進(jìn)一步發(fā)揮5G通信技術(shù)的綜合優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，首先分析了5G通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，其次論證和探討了5G通信技術(shù)的主要應(yīng)用場(chǎng)景，最后結(jié)合5G通信技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)類(lèi)型進(jìn)行分析，希望能夠?qū)μ嵘覈?guó)5G通信技術(shù)應(yīng)用水平提供借鑒。