5G通信場景技術要點分析

董冽沸 汪麗珍

摘要：5G移動通信技術是新一代移動通信技術的代表，相較于4G移動通信技術，5G信號傳輸的質量和效率更高。為了更好地促進5G移動通信技術的應用與發展，本文就5G移動通信技術的概念、發展背景以及關鍵技術進行闡述，并通過探討其主要特征，對通信場景和技術要點進行逐一分析。

關鍵詞：5G移動通信技術;應用場景;技術要點

一、引言

當前，我國5G移動通信技術在近幾年來的深入研究和廣泛應用發展中，呈現相對成熟的態勢。其中，不僅能夠實現在不同場景的有效切換，還保證了覆蓋率，技術應用水平更可靠。在新時代發展背景下，應進一步探索該技術在現實生活與生產中創新應用，充分發揮其突出作用。

二、5G移動通信技術概述

（一）概念

5G移動通信技術的全稱是第五代移動通信技術，作為在4G移動通信技術之上的延伸和升級優化成果，在理論研究中發現，其運行速度可以達到10GB/s，下載速度能夠達到1.25GB/s，相比于4G移動通信技術，其運行參數有了大幅度提升，進一步優化了相關性能的同時，提高了整體的數據傳輸速度，同時保證傳輸過程的穩定性和安全性，能夠有效避免以往4G移動通信網絡存在的延遲問題。不僅如此，還能夠有效降低在網絡數據傳輸中所消耗的能源，進而降低整個網絡系統運行所要支出的成本，為更大規模設備連接到網絡系統提供了有力支持和技術環境保障[1]。

（二）發展背景

作為新時期先進生產力代表的5G移動通信技術，其高速發展是我國社會現代化建設的必然選擇。4G移動通信技術發展和應用雖然已經達到較高商業化水平的基礎上，但在部分特殊場景和性能應用上的運行狀態還存在一定不足，為了進一步滿足了更廣泛社會公眾在更多場景下的應用需求，5G移動通信技術應用要點和特定場景的應用深度研究應持續加速，穩步推進?，F階段，我國社會發展對移動數據的需求呈幾何式發展態勢，傳統的移動通信網絡系統在縱深發展過程中已存在較大瓶頸，應運而生的5G移動通信技術是時代新技術發展的必然趨勢。另外，就網絡通信系統自身來說，其自帶多往并存的特點，在網絡容量不斷提升的過程中，為了進一步實現不同網絡系統的智能管理需要，應通過發展5G技術繼續探索網絡通訊系統的高效應用路徑。

（三）關鍵技術

5G移動通信技術并不是在4G移動通信技術基礎上的技術升級與功能拓展，作為新型技術，其無論是運行模式，還是運行的效率水平，都有其自身的特點。就當前的5G移動通信技術來看，關鍵性技術主要包括直接通行D2D技術、新型傳輸波形技術、非正交多址接入NOMA候選技術以及大規模天線技術等，這些關鍵技術的應用，是5G移動通信網絡系統容量和運行效能大幅度提升的關鍵，相信在運行穩定性不斷強化的過程中，無線通信網絡整體會向著智能化、數字化、多元化等方向發展。

三、5G移動通信技術主要特征

（一）高速率

網絡運行速率更快是5G移動通信技術區別于4G通信網絡技術的最突出特點，作為技術水平得到進一步升級的5G移動通信技術，整個網絡運行的速度得到了全方位保障，不僅從很大程度上滿足了社會公眾對網絡速度不斷增長的需求，還能保證完成相關網絡業務的效率水平，提高網絡速率，有效減少傳統網絡運行環境對通信網絡速度的限制，并在網絡直播、VR、AR等業務的使用中得到了廣泛普及和創新應用[2]。

（二）低功耗

隨著我國現代化建設水平和信息化技術發展水平的不斷提高，整體移動網絡系統已經具備了一定規模，廣大社會民眾在生產和生活中更需要低功耗的通信移動產品。以智能手表和無線耳機為例，作為具備多種功能的便捷性、基礎性應用設備，需要其表現出低能耗的功能優勢，避免經常充電，才能有效提升使用者的體驗感，進而促進更多用戶接受和應用移動通信產品，促進產品的功能升級和更新換代。

（三）低延時

一直以來，網絡通信延遲是限制4G移動通信技術應用場景的最主要因素，而隨著5G技術的廣泛應用，有效地控制了網絡接口的延遲水平，可以進一步無人駕駛、VR/AR以及自動化技術等領域的實時應用，保證了相關應用的安全性，更好地滿足不同應用場景對移動網絡通信的高質量需求。

（四）強互聯

現階段，各類智能電子設備及其客戶終端的類型正趨向于復雜化開展階段，對各類應用軟件的需求也呈多樣化發展趨勢，企業、個人和家庭的移動終端數量日益激增，迫切需要5G技術的萬物強互聯功能，以滿足各個設備網絡接口共同穩定運行的需要，進而促進社會生產與生活等各領域發生技術性變革。

（五）安全性

隨著移動通信技術的應用領域越來越廣泛，面對不同應用場景的大量傳輸數據以及更復雜的內容指令，對網路系統的安全性也有了更高要求，尤其是在工業自動化技術、醫療服務、交通管理等領域的實際應用中。在這種實際應用情形下，5G技術的安全性得到了進一步強化和升級，風險防范和抵御惡意攻擊的水平有效提升，可以更好地滿足不同應用場景對系統安全性及穩定性的要求。

四、5G通信場景技術要點分析

（一）技術應用場景

1.工業智能制造

工業發展水平決定著國家綜合實力，也是科技文明與人類社會發展的重要基礎，隨著社會生產力水平的不斷提高，需要更先進智能的工業制造實力來滿足廣大人類生存與發展的需要。第三次工業技術革命的到來，締造了數字化與智能化的時代新技術，而5G通信技術起著重要支撐作用，其中，最突出的就是5G技術在互聯網通信網絡的構建上，有著超越無線網絡、有線網絡以及藍牙的傳輸技術，使工業生產過程中的移動通信質量更高。在智能化制造工業生產場景的多元化發展過程中對網絡系統的延時性提出了更高的要求，5G技術很好地解決了工業智能制造場景下的傳感器設備的網絡問題，提高了工業生產設備的運行精度水平，可以預見5G移動通信技術在工業智能制造上的廣闊應用前景[3]。

2.智慧城市建設

當前，我國城市化建設水平的不斷提高，逐步促成了智慧城市體系的建設，作為復雜多元的體系，離不開云平臺、智能硬件和各類移動應用發揮功能，才能垂直管理智慧城市的不同模塊，例如交通、監控、門禁等。在智慧城市的建設和實際運行中，各個模塊的獨立運行需要保持較強的互聯水平，這就需要借助5G移動通信技術，不斷提高智慧城市的建設水平。

3. VR/AR

VR/AR技術基本功能的實現離不開低延時無線網絡傳輸狀態，還要保證有效控制傳輸成本，例如頭部運動跟蹤、語音識別、手勢感應等功能的應用。將5G移動通信技術應用于虛擬現實和增加現實的相關應用領域，不僅能夠提升虛擬現實技術的實際應用水平，還能有效擴展虛擬現實技術的應用范圍，將其更好地應用在遠程醫療服務、舞臺技術以及視覺傳達設計等場景中。

4.人工智能

5G技術與人工智能技術之間的關系是相互促進、相輔相成的，就人工智能來說，隨著5G技術的應用水平不斷提高，進一步提升了人工智能系統在運行過程中的響應速度，很大程度上擴充了人工智能的應用范圍，使內容更豐富，為客戶提供了更優良的使用體驗?？梢哉f，人工智能領域應用短板的補齊要歸功于5G移動通信技術。人工智能技術的發展也同樣為5G技術提供了技術方面的理論與實踐支撐，在人工智能的應用場景中有效地提升了5G技術的自動化水平和智能化水平，保證了5G移動通信技術的良好運行狀態。

（二）技術要點

1.高頻段傳輸

通常情況下，一般的移動通信工作頻段往往集中在不超過3GHz，直接導致頻譜資源嚴重受限。然而隨著移動網絡技術的不斷成熟和創新發展，5G移動通信技術的應用，在大幅提高數據傳輸速率的同時，進一步擴充了系統容量。即使處于高頻段，也能通過廣泛的頻譜資源攜帶更多數據內容，保證了相關數據的傳播速度，還降低了誤導信息出現的頻率，為實現超高速視距通信提供了可靠網絡傳輸保障[4]。

2.超密集異構網絡

5G移動通信網絡技術在應用的過程中，能夠通過低功率的小型基站和宏站無線接入混合異構網絡，保證了區域移動型號的覆蓋率。不同于4G移動網絡技術在通信過程中對大功率站點的需求，5G通信所依托大站點功率更小，即使覆蓋的蜂窩范圍有所縮短，但仍然能保證持續更高的頻譜效率水平，進一步優化5G通信的整體質量。需要考慮的是，5G通信技術的覆蓋面積在逐漸縮小的同時，存在難以獲得最優站點精準位置的情況。因此，為了有效解決移動站點設置密集的問題，切實降低技術應用成本，相關技術研究單位應全面深入研究并研發超密集網絡技術，以此來提高移動站點分布的穩定性，大幅提升頻譜的效率水平[5]。

3.網絡切片技術

隨著5G技術的應用，更好地滿足了各類固定傳感器移動終端的通信接入狀態，其中還包括日常生活常用的手機、平板電腦等終端設備。然而，如果5G通信網絡如果接入的移動終端過多，也會面臨更復雜的應用環境，尤其是在技術應用場景頻繁切換和環境復雜變化的當下，5G移動通信技術在應用過程中應借助切片技術對物理網絡進行合理切分，以此來提高邏輯網絡的針對性和多樣性，進一步滿足不同終端用戶的對不同服務內容與項目的需要。但需要注意的是，由于不同移動終端對移動通信有不同的訴求，考慮到存在差異性因素，還應建立專門的物理網絡集群，以此來有效提供效率水平，有效節約在不同場景和終端設備上的成本[6]。

4.密集網絡技術

隨著網絡信息技術水平的不斷提高，5G移動通信技術的智能化水平持續提高，其中，綜合化、多元化和寬帶化的發展方向已經越來越突出，且在移動智能終端設備的廣泛普及和應用的當下，數據流量的需求與日俱增。在這樣的背景下，密集網絡技術的重要性得到了凸顯，尤其是在移動網絡通信和數據業務分布集中的區域，流量需求越來越大。應通過進一步覆蓋密集網絡技術，提升網絡通信系統的整體容量，并在不同業務的分區和分流中，不斷增強網絡的部署能力，使其復用效率得到顯著提升，以滿足5G移動網絡通信技術在新時期的綜合發展需要[7]。

5.新型網絡架構技術

在提供差異化通信服務的同時，保證高水平、高速率和高質量的技術應用水平，是5G移動通信技術的突出功能之一。而這一功能的實現主要依托于網絡構架，不僅能夠大幅度提升通信傳輸速率，還能使數據容量得到全面擴大。為了更好地發揮5G移動通信技術的功能優勢，應加大對通信技術的研發力度，應用更高端的新型網絡架構技術，以此來實現對網絡資源的配置優化，通過移動互聯網技術進一步滿足不同場景的切換和針對性差異化服務需求，為現代工業制造、交通管理以醫療服務提供更多便捷的服務場景[8]。

6.同時同頻全雙工技術

隨著5G移動網絡技術的完善、基站數量多不斷增加以及終端設備技術的成熟發展，我國5G移動通信網絡用戶的數量持續增長，通信網絡也有爆發式增長的趨勢，相應地，也對通信技術的頻段更新提出了更嚴峻的要求。不同于傳統通信場景中時分雙工和頻分雙工模式，雖然能有效阻隔外界干擾因素，但整體的通信效率卻無法得到保證，而且數據的傳輸效率也會大幅降低，針對這一現象可以通過應用5G移動通信技術來解決，在彌補傳統雙工通信模式存在的不足基礎上，有效提升無線頻譜的效率水平，有效擴充信息容量，同時提升數據傳輸速率。

7.智能化技術

向智能化技術發展是5G移動通信技術發展的必然趨勢，智能化技術以大數據分析技術為依托，集移動互聯網技術和物聯網技術與一身，可以在移動信號的支持下實現大容量傳輸，在進一步滿足不同用戶的個性化需求的同時，還能通過可視多媒體和虛擬現實技術解決現代生活生產各方面的服務需要。尤其是5G技術的可視化信息，擺脫了文字和語言在表達傳輸過程中的束縛，有利于各類信息、資源的整合、統籌與計算效率，有利于促進各行各業的智能化發展。

8. D2D技術

作為構建新型通信模式的D2D技術，可以更好地滿足對等用戶的需要，尤其是在D2D網絡通信系統中，信息接收和發送的能力更突出，在滿足不同用戶需求的過程中，還能保持自由切換附近路由的功能，并提高資源共享的效率水平。在5G移動通信技術的應用中利用D2D通信模型，可以進一步實現資源互通，尤其是在分享硬件資源的過程中，能夠為用戶提供更精細化的服務，保證相關用戶在網頁瀏覽、網站訪問以及獲取硬件資源的過程中，不再依賴于中間路由，在提升硬件訪問速度的基礎上，拓展了蜂窩通信的未來應用前景[9]。

9.多天線傳輸模式

多天線傳輸模式包含多種傳輸模式，例如波束賦形、空間復用和發送分級等。將其應用5G移動網絡通信技術中，能夠更好地滿足系統的低能耗需求，同時提升無線傳輸的效率水平。不僅如此，借助多天線傳輸技術還能大幅度提升網絡空間的自由度，保證了信息傳輸過程的標準度和規則性，有限解決成本消耗問題的基礎上，顯著提高5G移動通信信號的覆蓋質量和效率水平。

五、結束語

綜上所述，5G移動通信技術的發展是我國信息技術水平不斷提升的表現，就該技術的實際應用來說，具有廣泛的應用場景的同時，還能有效解決傳統網絡通信技術存在的移動通信問題，在有效提升技術應用水平的基礎上，還能為用戶提供更好的體驗。相信在信息技術研發人員的努力下，5G移動通信技術會更廣泛地被投入到各領域的生產環節與生活場景中，在促進我國現代化建設水平不斷提高的同時，改善廣大人民群眾生活生產的方方面面。

作者單位：董冽沸? ? 汪麗珍? ? 浙江逸暢通信技術有限公司

參? 考? 文? 獻

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[3]張華，隋敬麒，武鵬飛，等.5G無線通信場景需求與技術演進分析[J].長江信息通信，2021，34（07）：197-199.

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[5]但梟.物聯網下的5G通信技術應用[J].信息記錄材料，2021，22（03）：169-170.

[6]王海峰，周雷.5G移動通信網絡架構與關鍵技術要點[J].通信電源技術，2021，38（02）：147-148+151.

[7]曹舒雅，姚英英，常曉林.5G超密集網絡的認證方案綜述[J].網絡空間安全，2020，11（04）：35-43.

[8]朱月霞.基于物聯網的5G通信技術實踐思考[J].數字通信世界，2020（02）：173.

[9]郭旭靜，陳虎，范波勇.D2D通信在5G中的應用研究[J].中國新通信，2021，23（06）：7-8.