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5G通信技术应用场景及关键技术分析

时间:2019-06-23 09:34:36

 摘要:为了进一步提升5G的实用性与商业价值,推动其在实践环节的科学高效应用,本文以5G通信技术应用场景以及关键技术作为研究的切入点,对5G通信技术进行全方位阶段,形成系统性认知,为后续相关应用以及技术研发工作的开展提供理论参考。

关键词:5G;通信技术;应用场景;关键技术

 

 

前言

与其他通信技术相比,5G技术进一步提升了用户体验,为用户提供更为快捷、稳定的通信服务。为了实现这一目标,突出5G通信在流畅性以及稳定性方面的优势,大量使用超密集组网技术、大规模MIMO技术、SDN技术等。对这些关键技术梳理以及应用场景的分析,有助于帮助通信运营企业,更加深入地掌握技术特点,明确技术要求,强化技术使用效能,确保相关通信技术的合理高效使用。

 

一、5G通信技术应用场景分析

5G通信技术应用场景的梳理,有助于技术人员在思维层面形成系统性认知明确5G通信技术在使用环节的注意事项,理顺技术应用流程,增强技术应用的针对性与有效性。

与前四代通信网络相比,5G通信网络在流量密度、延时、连接数量以及上网速度等方面实现了质的提升,为用户提供了更为舒畅的用户体验,进一步满足了三网合一以及物联网对于数据信息交互的要求。从整体层面来看,大致上可以将5G通信技术的应用场景划分为连续广域覆盖、低功耗大连接、低延时以及高容量等4个场景[1]。具体来看,5G通信技术的连续广域覆盖能够满足用户在移动的情况下,快速获取各类互联网资源,流畅开展互联网业务,5G通信网络的目标在于为用户提供百兆以上的上网体验,进一步扩大网络的覆盖范围。随着移动通信终端的普及,在办公区、体育场以及商场等人口密集地区,逐步形成高容量热点区域,通信网络需要在短时间内为大量用户提供高质量的上网服务,满足用户的通信需求。但是在传统的通信网络之中,由于网络自身架构等方面的问题,热点场景下,通信网络速度不断下降,用户体验感持续降低,而5G通信技术则在很大程度上,改善了这一情况,通过对一系列技术的合理使用,提升了网络的服务能力,降低网络的延时性,不仅为用户的上网提供更加流畅的体验,也为后续物联网的架设提供了技术支持。例如5G网络能够实现ms级别的网络延时,切实强化了网络运行的可靠性,有效弥补了过往通信网络在运行环节存在的问题,增强了5G网络运行的有效性与稳定性。

 

二、5G关键技术研究

5G通信技术类型多样,涉及多项核心关键技术,为了确保5G通信网络顺利搭建,增强网络的实用性与商用化水平,技术人员与通信运营商有必要对关键技术进行梳理,明确5G通信网络关键技术的主要门类、技术特点以及具体参数。为后续关键技术的应用以及完善提供了方向性引导,强化技术使用的有效性。

1、无线传输技术

1)大规模MIMO技术

5G通信网络实现对无线传输技术的高效使用,以大规模MIMO技术以及超密集组网技术作为切入点,5G通信网络的无线传输能力得到有效提升,数据获取的延时性大大缩短,稳定性得到快速增强,用户体验感得到快速提升。具体来看,大规模MIMO技术实现了对无线网络信号的同步收发,进一步提升数据信息的接收以及传输能力,其结构组成如图1所示。

大规模MIMO技术能够在不增加频谱宽度的前提下,有效提升通信系统内的信道容量,进一步实现了通信系统信道容量利用率的提高,形成一个完整高效的通信网络系统。同时,大规模MIMO技术的应用,也有效弥补了传统通信网络在频谱带宽方面存在的缺陷,降低了通信成本,增强了通信的稳定性[2]。伴随着有源天线单元技术的成熟与完善,大规模MIMO

技术在天线方面也做出了一定的调整,借助于天线单元的组合以及科学编码,使得大规模NIMO技术在垂直方向上进行动态波束赋形,强化了天线的数据接收、传输效率,进而有效提升通信能力,扩大覆盖范围,对于后续基站建设以及维护工作的开展带来了极大便利。同时也在很大程度上,降低了5G网络建设开发成本,确保了盈利空间。

 

2)超密集组网技术

超密集组网技术可以通过增加基站密度的方式来实现,尤其是小型通信基站的部署在很大程度上提升了频率复用的效率,形成系统完备的通信机制。超密集组网技术主要包括无线物理技术以及虚拟层技术,无线物理层技术主要涉及编码技术、MAC技术、多址技术等,在无线物理层技术下,能够进一步提升5G网络的频谱带宽使用效率,同时无线物理层技术在很大程度上,增强了网络的热点强度,满足了不同场景下的用户通信需求,逐步消除网络盲点,扩大网络覆盖面积,增强5G网络的系统容量,构建起一个立体化的网络结构。虚拟层

技术则是通过单层实体网络,进行多层网络的虚拟处理,如图2所示:

单层实体基站在单层实体网络的基础上,搭建虚拟网络,以宏基站作为虚拟网络的主要平台,对虚拟层进行指令控制,实现高效管理[3]。实体站作为实体层控制平台,对各类传输数据进行有效管理。在虚拟层技术下,技术人员可以实现单载波或者多载波的实时调控,通过这种方式,实现了5G网络的动态管控,电信运营公司能够根据用户的通信需求以及业务类别,灵活进行网络配置以及调整,实现网络资源的有效调配,避免出现资源分配不均匀的情况,为用户提供更为优质的通信服务。

 

2、无线网络技术

5G无线网络技术的应用主要集中于SDN以及NFV两个方面。SDN作为软件定义网络的主要手段,其实现了对Emulex网络架构的创新,是网络结构虚拟化的一种实现方式。在实际运行环节,SDN充分发挥了分离路由器在网络控制以及指令转发方面的功能,在减少5G网络构成复杂性的同时,实现了5G网络构成的智能化,网络的自我决策、自我管理能力得到提升。在过往的网络结构之中,技术人员需要根据相关业务需求进行上线部署,在这种工作思路下,如果发生业务需求的变动,技术人员就应当重新进行网络设备参数的修订,其中涉及的路由器、交换机以及防火墙等网络设备,修改配置难度较大,周期较长,对于业务办理的流畅性以及高效性均产生了不良影响[4]。而SDN技术的应用则在很大程度上解决了这一问题,技术人员可以通过必要的技术手段,对路由器的相关参数进行快速修改,使得整个无线网络的服务能力以及灵活性得到提升。NFV也就是网络功能虚拟化技术,其目的在于通过对IT的虚拟化处理,实现技术整合,避免硬件体量过大给日常设备管理带来的问题。NFV技术以OTS大型共享服务器作为框架,使用虚拟机技术开展一系列虚拟技术,从技术成本的层面来看,NFV的技术成本相对较低,并且具有较强的灵活性,能够根据网络服务需求的变化,积极快速的调整相关参数,转变网络结构,强化服务能力[5]。尤其在云计算技术等技术手段的支持下,NFV能够在独立的物理服务器上进行结构部署,有效降低了运行负担,不仅提升了网络部署的速率,同时也有助于各类故障的及时发现与排除,对于后续网络升级以及优化工作的开展也创造了条件。

 

三、结语

5G通信技术的完善以及通信网络的建设,产生了极为深远的社会意义与经济意义。为了推动5G通信技术的科学应用,加快通信网络的商业化,文章着眼于实际,在分析5G通信技术应用场景以及关键技术的基础上,对5G通信技术形成一个全面的认知,进而为后续相关技术研发、优化以及应用工作的开展创造条件。

 

参考文献:

[1]方汝仪.5G 移动通信网络关键技术及分析[J].信息价书,20174) :65-66.

[2]戢玉兵.5G 移动通信网络关键技术及分析[J].数字技术与应用,201710) :31-32.

[3]张培庆.5G 无线通信技术的应用前景分析[J].无线互联科技,20165) :24-25.

[4]魏博文.5G 移动通信发展趋势与若干关键技术分析[J]. 数字技术与应用,20178) :78-79.

[5]陈涛.关于 5G 移动通信关键技术的分析及其未来发展前景分析[J].中国新通信,20176) :99-101.

 




  中国电信股份有限公司广州分公司  吴泉
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