5G通信技术应用场景和关键技术

文/庄良

5G 是指第五代移动电话行动通信标准，也称第五代移动通信技术，它主要的核心原理是完善一组技术来提升性能和满足多样化需求，现今所研究的5G 的最大下行速度为10Gb/s（相当于下载速度1.25GB/s）。5G 在新信息化时代具有广泛的应用场景与发展前景，它凭借很快的传输速率、超大容量的接入、非常短的网络延时和具有非常开放的技术设计构架。全球5G 都在进行技术变革，我国在5G 技术的研发中也占据了重要的地位，但是我国的5G 技术仍然没有取得绝对的技术优势，这篇文章重点对5G 通信的关键技术和有利的发展方向进行探究。

1 5G通信技术概述

IMT（国际移动通信）能够促进5G（第五代移动通信）的发展，目前ITU 的名字是IMT-2020。当今，ITU 正在对IMT-2020 进行进一步的调整规划。如今最新一带的移动通信系统当属5G，它的发展是为了下一代移动通信技术的需求。5G 最为明显的特点是它的成本率低，安全可靠性比较强，它的频谱利用率和能量效率是非常高的。目前的第五代移动通信系统也将会在IOT(物联网)、机器到机器通信这一过程中得到人们的认可和支持。

2 5G通信技术的应用场景

5G 最为经典的技术场景主要分为四个步骤：

（1）可靠技术延时延高；

（2）小的连接技术；

（3）容量比较大的技术；

（4）覆盖的整体技术。

家喻户晓的5G 主要分为3D-MIMO 技术、SDN/NFV 技术、MEC 技术…同时同频双向技术和每一个设备的通信技术这几个方面。3D-MIMO 与MIMO 技术进行对比很明显前面的技术更为先进，一个时间段内你不单单可以和一个用户进行交流，SDN/NFV 的优点有很多，例如网络的编程、虚拟的IT、软件与硬件的技术分析。从第三代和第四代的移动通信中看，重点在于“移动宽带”这个方面，其最重要是给用户提供良好的网络环境和非常高的系统容量。5G 时代的来临，为我们提供了很好的服务，比如说智能运动，今后的5G 网络需要得到虚拟现实的大力支持，多址的接入使5G 技术传输更稳定，也使频谱效率大大提高，最终使5G 的连接性能变得更加强大。

2.1 实时VR/AR

从INC 的数据内容中可以看到，2.09 亿美元是AR 设备在2016年获得的，希望可以在2021年超过487 亿美元。VR 设备截至到2016年底一共收入了21 亿美元，目测在2022年底它的总收入会达到186 亿美元。从今往后AR 和VR 市场都会一点点地进行壮大，目的是让现实（AR）市场的能力大于虚拟现实（VR）的能力，新型电脑技术给虚拟现实（VR）的3D 空间提供了立体模型，当这个头显（VR眼镜）被人们戴上进入里面的时候，在这个现实环境中人们会自然而然地产生一种错觉，你可以在这个虚拟环境中与人们实现频繁的互动和有趣的穿梭，在现实生活中把虚拟技术解释为增强现实（AR）技术，最为重要的是我们需要在现实空间中为其添加虚拟的信息，把人们眼中虚拟和真实世界紧密的联合在一起，这样会使人们在虚拟的环境中产生一种现实的错觉。VR/AR 既给我们提供了清晰的视频又给我们提供了3D 成像，这个就需要我们借助引入云处理，最终我们要实现把这些在网络侧进行的计算并将其数据流传送回到终端的目标。

体验VR 技术时让人时常感到晕眩，为了解决这个问题我们需要提高刷新率和降低延时率。一般需要把这个刷新率提高到100Hz 或以上(到1000Hz 时)，规定刷新率的时速不可以超过20ms，当今的5G 技术将会很好的为我们解决这个难关。

2.2 自动驾驶

因为涉及到时延和速率这一类问题的存在，在4G 这个互联网的过程中车联网主要完成的是信息流的相互交流，实现安全性的自动驾驶和宣传5G 时代网络技术，并且超低时延准备实现车与车、车与一些简单的设备、车与云之间的相互控制交流。

通过5G 网络可把传感器设在道路周边的基础设施上并把道路的这些信息准时通知到车辆，以此来实现环境的感知，例如：更宽广，更安全和更低成本。因为车辆共享基础设备的环境感知和调度服务，所以需要我们大大降低成本，以便提高自动驾驶的普及。

2.3 智能制造

先进的信息感知获取等制造过程系统和模式构成了智能制造。环节和技术相互交集成了智能化的制作，类似于大数据、人工智能、物联等技术一样。

3 5G通信的关键技术

3.1 无线传输技术

3D-MIMO 为无线传输技术的发展提供了很好的基础，它是面对数据突然爆增最为合理的手段，目前人们还非常关心数据流量的速度，虽然无线通讯技术在不断的提高并也得到了好的发展，但可以被人们利用的资源仍然处于一种短缺的状态，因此，这就必须提高频率资源的利用率了。

3.2 无线网络技术

人们当今需要的是非常快的上网速度，以往的多址技术已经很难满足人们的吞吐需求并且网络延缓，因此必须得让5G 系统来拯救我们，它就是新型的多址接入技术，即非正交多址接入。

4 结语

随着技术的不断发展，5G 网络的各项研究成果和关键技术都会更加深入和明确，遇到的问题也会得到合理的解决和完善。在2020年5G 将会被人们使用，届时也会给人们带来非常完美的体验，使移动互联网业务朝着未来更好的方向发展。