摘要：21世纪，信息化时代的发展促进了人类对人类对于数据的传输与应用有着新的要求与标准，信息传输的超高速率、信息传输的海量容积、信息传输的超低延时是人们追求的三大方向，这也是实现万物互联的基础与前提。基于这些需求，通信研究者及各类企业开始研究第五代通信技术—5G。在此背景下，为了更好地了解5G通信技术，促进我国5G通信技术理论研究的发展，研究5G通信技术的应用场景及关键技术探讨，希望对5G通信技术的研究提供理论参考。
关键词：5G关键技术；应用场景；发展趋势
引言
由于5G通信技术拥有增强移动宽带（eMBB）、大规模机器类通信（mMTC）、高可靠低延迟通信（uRLLC）等应用场景，未来5G通信技术的应用将颠覆当前人们日常生活中的传统信息传输方式与效能，因此目前世界主要经济体、通信企业及科研单位都在不遗余力地跟踪研究5G技术。为了使得5G应用场景得到有效开展，势必要加强对于其关键技术的研究跟踪，从而有目标地制定各种有效解决方案，提高资源的可靠性和利用率。
一、5G无线网络的特点
（一）5G无线网络通信技术
为了满足用户对于通信质量日益提高的要求，我们必须对传统的无线通信技术进行改造升级，优化其性能，让用户可以获得更加优质的体验，提升满足感。5G无线网络技术比起传统网络技术引进了更多的先进技术和资源，能够更加有效地提高所有资源的利用率，更加能够满足用户的高需求标准，从而获取更加广泛的市场。5G无线网络技术中在加入了隐私保密技术的同时，也加入了包括纳米技术在内的很多优质技术，相较于传统的技术来说，5G无线网络技术安全性更高，应用起来也会更加的灵活以及便利，不仅提高了传输信息的速度，而且也不会过多的消耗能量。另外，5G无线网络技术能够更好地保护用户的个人隐私问题，使得网络信息传递服务的质量得到提升。
（二）5G无线网络的技术优势
（1）速率快。5G无线网络技术拥有着现代的科技技术，其在传递信息的时候速度会更快，至少是以往信息传递速度的十倍。（2）兼容性高。5G无线网络技术不仅可以支持多个网络共同运行，同时还能够接收蓝牙和WIFI，它本身不仅拥有极好的兼容性而且还能够更好的拓展通信技术。
二、5G应用场景
5G主要应用场景可分为3大类：增强移动宽带场景（EnhancedMobileBroadband，eMBB），包括连续广覆盖，热点高容量场景，具体应用于增强/虚拟现实；低时延高可靠场景（UltraReliable&LowLatencyCommunication，uRLLC），具体应用于车联网；低功耗大连接场景（MassiveMachineTypeofCommunication，mMTC），具体应用于海量物联网。
（一）云VR/AR
虚拟现实（VirtualReality，VR）与增强现实（AugmentedReality，AR）是一种变革性的技术，与云存储、云计算相结合，利用云端的服务器处理数据和计算密集型的任务，从而有效地提高数据处理能力。云VR/AR将在很大程度上降低设备建设成本，扩大受众群体。连接到云端的各种人机界面将被使用，更多的交互方式（包括语音和触摸等）将被引用。云VR/AR对带宽的需求是巨大的，它将成为未来移动网络最有潜力的大流量数据业务。
（二）AI化的远程医疗
医疗应用场景，除了远程诊断，还包括医疗机器人和医疗认知计算，这些应用对连接提出了不间断保障的要求（如生物遥测，基于VR的医疗培训，救护车无人机，生物信息的实时数据传输等）。通信运营商可以积极与医疗行业伙伴合作，创建一个有利的生态系统，提供医疗物联网（InternetofMedicalThings，IoMT）连接和相关服务，从而支持各种功能和服务的部署。
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（三）车联网
自动驾驶、远控驾驶、编队行驶以及车辆的生命周期维护，还有传感器传输等都需要安全可靠、高带宽和低时延的连接，这样的高标准需求只有通过5G技术才能够满足。当E2E时延控制在10ms以内时，在时速90km下远程紧急制动所产生的刹车距离不超过25cm。另外，5G技术能够通过为汽车和道路基础设施提供大带宽和低时延的网络，提供高阶道路感知和精确导航服务。通过车联网，5G+无人驾驶，未来或许可以有效地解决即将面临的物流难题。
（四）智能化无线视频监控
随着云和移动边缘计算的推出，电信云计算基础设施可以支持更多的人工智能辅助监控应用。摄像机则需要7×24h不间断地进行视频采集以支持这些应用。最新的视频监控摄像头具有很多增强的特性，这些特性将产生大量的数据流量。这些新的需求必然会依赖5G的技术支持。5G时代的视频监控正在演变成4K全高清监控。视频系统对以下监控场景非常有用：公共场所、商业领域、交通中心、高犯罪率地区、防洪、关键基础设施等。
三、5G关键技术
（一）智能化技术
5G技术中最为重要的就是智能化技术。随着世界科技高速发展，智能化产品层出不穷，它们使人们的生活更加便捷。举例来说，智能家电、扫地机器人、智能门锁等，在人们生活中的使用越来越普及化。5G技术需要建立在云平台的基础之上，在云平台上各种智能产品之间是存在一定联系的，它们一起构成大数据库，重点是这个大数据库并不是固定不变的。在大数据背景下，5G通信技术能够开展的业务多种多样，通信服务随之会更加多样化。
（二）多天线传输技术
目前5G多天线传输技术还存在很多问题需要解决，要想改变技术发展比较慢的现状，首先要在源天线的列阵模式开始进行改变，尽可能提升网络频谱的利用率，才能在降低通信成本的前提下，不影响应用效果。多天线传输技术可以在一定程度上提高通信技术的利用率，因为多天线传输技术拓展了通信网络的覆盖范围。
（三）同频同时全双工技术
在5G通信技术中，有一项技术可以尽可能避免外界环境的干扰，这项技术就是CCFD（Co-frequency Co-time Full Duplex），即同频同时全双工技术，这种技术的原理是在接收信号的过程中最大限度消除发射机的干扰信号，对比传统的时分双工（TDD）和频分双工（FDD）而言，同频同时全双工可以将频谱效率提高一倍。随着同频同时全双工技术的趋于成熟，5G频谱利用率会有所增加，推动5G技术不断向前发展。
（四）新型网络构架技术
5G技术还需要不断的完善，在通信效率层面需要进一步提升，通信业务的成本需要很好的控制。将所有通信业务整合好之后，还需要增加更多的新业务，而且这些业务是根据社会发展需求进行增加的，这样才可以将网络系统应用到生活的不同领域之中。5G技术需要在无线网络云端将峰值速率与数据结合到一起，通信质量才能进一步提升。新型网络构架技术是网络构架技术的核心点之一，其优势体现在两方面，其中一方面可以为人们构建新的交付模式，另一方面可以确保计算机存储平台的稳定性。
结语
综上所述，5G通信技术实现了信息传输效能与可靠性的跨越式提升。展望未来，新型频谱资源的开发与利用、通信频段中高频谱的技术发展路线加速明确、新型多址通信技术得到快速迭代及应用，这是5G通信技术的发展趋势。
参考文献：
[1]袁弋非，王欣晖，赵孝武.5G部署场景和潜在技术研究[J].移动通信，2017，41(6)：39-45.
[2]李荣秀.5G通信中的增强物理层安全信号处理技术探讨[J].内蒙古科技与经济，2016，(19)：92-93.
论文作者:张建侠
论文发表刊物:《城镇建设》2019年15期
论文发表时间:2019/11/1
标签：技术论文; 通信技术论文; 场景论文; 无线网络论文; 通信论文; 频谱论文; 网络论文; 《城镇建设》2019年15期论文;