淺談5G應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)及性能特點

　　摘要：5G就是第五代通信技術(shù)，主要特點是波長為毫米級，超寬帶，超高速度，超低延時。5G技術(shù)將實現(xiàn)隨時、隨地、萬物互聯(lián)，讓人類敢于期待與地球上的萬物通過直播的方式無時差同步參與其中。5G并不是獨立的、全新的無線接入技術(shù)，而是對現(xiàn)有的技術(shù)演進，其中有很多關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新和革命，本文就簡單論述其中的關(guān)鍵技術(shù)及性能特點。

　　關(guān)鍵詞：創(chuàng)新；5G

　　前言

　　5G技術(shù)全稱第五代通信技術(shù),在互聯(lián)網(wǎng)通信日益發(fā)展的今天,5G網(wǎng)絡(luò)作為新時代科技革命的兵家必爭之地,將有巨大的前景和空間，基于此，各國都在5G技術(shù)上投入巨大，力爭搶占5G技術(shù)最高點，我國的華為公司在這一領(lǐng)域技術(shù)優(yōu)勢領(lǐng)先。5G技術(shù)所具有的功能會是高頻利用率和高效能,主要表現(xiàn)在信息的傳輸速率和資源的利用率上,是質(zhì)的飛躍,5G技術(shù)的突出之處在于傳輸信號的時效性更強、覆蓋面更廣、安全性更高。

　　一、5G的關(guān)鍵技術(shù)

　　(一)大規(guī)模MIMO技術(shù)

　　2010年，Bell實驗室的科學(xué)家Marzetta在多小區(qū)、TDD場景下，提出了大規(guī)模MIMO的概念，從而發(fā)現(xiàn)了與單小區(qū)、有限數(shù)量天線時的一些不同特征。大規(guī)模MIMO技術(shù)是指基站配置了龐大的天線數(shù)量，通常是一百根或者是幾百根，較現(xiàn)有通信系統(tǒng)中天線數(shù)增加幾個數(shù)量級以上，在相同的時頻資源上同時服務(wù)多個用戶，且移動終端一般采用單天線接收的通信方式。大規(guī)模MIMO技術(shù)被業(yè)界認(rèn)為是未來5G中的一項關(guān)鍵技術(shù)，它對無線通信系統(tǒng)的信道容量、能量效率和頻譜效率等有顯著提高作用，

　　(二)D2D(devicetodevice)通信技術(shù)

　　D2D（devicetodevice）技術(shù)是指通信網(wǎng)絡(luò)中近鄰設(shè)備之間直接交換數(shù)據(jù)信息的技術(shù)。通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)中，一旦D2D通信鏈路建立起來，傳輸數(shù)據(jù)就無需核心設(shè)備或中間設(shè)備的干預(yù)，這樣可降通信系統(tǒng)核心網(wǎng)絡(luò)的壓力，大大提升頻譜利用率和吞吐量，擴大了網(wǎng)絡(luò)容量。作為面向5G關(guān)鍵候選技術(shù)之一的D2D通信技術(shù),在依托未來移動通信技術(shù)的超高速率、超大帶寬、超大規(guī)模接入能力和超大數(shù)據(jù)處理能力等特征的基礎(chǔ)上,通過發(fā)揮自身的核心技術(shù)優(yōu)勢，將在5G移動通信運用中充分彰顯自身優(yōu)勢。

　?。ㄈ┩瑫r同頻全雙工技術(shù)

　　同時同頻全雙工技術(shù)（Co-timeCo-frequencyFullDuplex,CCFD）是指設(shè)備的發(fā)射機和接收機占用相同的頻率資源同時進行工作，使得通信雙方在上、下行可以在相同時間使用相同的頻率，突破了現(xiàn)有的頻分雙工（FDD）和時分雙工（TDD）模式，是通信節(jié)點實現(xiàn)雙向通信的關(guān)鍵之一。5G網(wǎng)絡(luò)需要具備更高的傳速效率、更高的數(shù)據(jù)吞吐量和更加迅速的反應(yīng)時間；為了實現(xiàn)5G通信的需求應(yīng)運而生同時同頻全雙工技術(shù)，此技術(shù)的應(yīng)用能夠在頻譜利用上滿足5G通信的基本需求，所以同時同頻全雙工技術(shù)備受國內(nèi)外重視,各國研究機構(gòu)都在加緊對5G從實驗室到商業(yè)化開始研究并實施一系列技術(shù)的融合。

　　二、5G技術(shù)的性能特點

　?。ㄒ唬┰鰪娨苿訋挘ＷC大量數(shù)據(jù)傳輸

　　增強型移動帶寬主要表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)容量的提升，支持不同的設(shè)備同時進行大量的數(shù)據(jù)傳輸，帶寬增強也意味著傳輸速率增加。超大的網(wǎng)絡(luò)吞吐量以及更快的速率使得用戶能夠獲得更好的用戶體驗。該應(yīng)用場景包括AR/VR、社交網(wǎng)絡(luò)、遠程教育培訓(xùn)、無線家庭娛樂等一些需要超高清視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)念I(lǐng)域。

　?。ǘ┖Ａ繖C器類通信，大量設(shè)備接入，數(shù)據(jù)傳輸

　　海量機器類通信主要體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備很簡單，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息量也不大。海量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸是5G相對于前幾代通信技術(shù)的一個全新的應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)用場景大致分為以下幾種：智慧農(nóng)業(yè)(土地、農(nóng)作物以及天氣數(shù)據(jù))、智慧城市(實體基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備連接)、智能制造(機器人控制、零部件監(jiān)測)、智能家居等，在這些應(yīng)用場景中，我們可以看到5G變革性的影響。

　?。ㄈ┏煽?、低時延，傳輸速度快、穩(wěn)定可靠

　　5G采用了“自包含集成子幀”、可伸縮傳輸時間間隔等新技術(shù)，傳輸延遲顯著降低，最低可低至1ms，同時可靠性遠遠強于4G，因此該應(yīng)用場景可以用在那些對網(wǎng)絡(luò)時延很敏感以及對數(shù)據(jù)傳輸可靠性很高的領(lǐng)域，比如車輛網(wǎng)(自動駕駛)、遠程醫(yī)療診斷(實時傳輸、超低時延)、無人機(巡檢和安防)以及智慧能源(饋線自動化系統(tǒng))等。

　　三、結(jié)束語

　　本文主要是對5G的幾項關(guān)鍵技術(shù)進行了簡單介紹，同時說明了當(dāng)前5G的技術(shù)的特點及應(yīng)用的領(lǐng)域，隨著時間的推移，還會出現(xiàn)更多的應(yīng)用場景。5G的發(fā)展支撐著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的需求促進著5G技術(shù)的進步，同時改變著未來社會的發(fā)展。

　　參考文獻

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　　作者彭永杰

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