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谈5G无线通信技术应用前景

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【摘要】：第五代移动通信技术（5thGenerationMobileCommunicationTechnology，简称5G）是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施，5G技术在带来诸多便利的同时，还存在着较多网络安全问题，本文主要针对5G无线通信技术的概念、核心技术、网络安全、发展趋势进行探讨分析。

【关键词】：5G技术、5G网络安全、5G发展趋势

1前言

5G无线通讯技术作为4G技术的晋级的开展,同时也是4G技术的取代和立异。由于关于来日互联网的使用来说,5G技术可以或许为数据传输供应更好的保证和支撑,防备挪动数据消息的丧失和泄漏,护卫消息传输体系不受毁坏。除了5G技术所带来的优势之外，还有一些网络安全的问题需要解决，未来的发展趋势需要进行分析，以期5G技术可以取得更好的完善与发展。

25G无线通信技术概述

2.1基本定义

第五代移动通信技术（5thGenerationMobileCommunicationTechnology,简称5G）是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。

2.2主要应用场景

5G无线通信技术主要应用场景分为3大类：增强移动宽带（eMBB）、超高可靠低时延通信(uRLLC)和海量机器类通信(mMTC)。

2.2.1增强移动宽带（eMBB）

eMBB典型应用包括超高清视频、虚拟现实、增强现实等。这类场景首先对带宽要求极高，关键的性能指标包括100Mbps用户体验速率（热点场景可达1Gbps）、数十Gbps峰值速率、每平方公里数十Tbps的流量密度、每小时500km以上的移动性等。其次，涉及到交互类操作的应用还对时延敏感，例如虚拟现实沉浸体验对时延要求在十毫秒量级。

2.2.2超高可靠低时延通信(uRLLC)

URLLC典型应用包括工业控制、无人机控制、智能驾驶控制等。这类场景聚焦对时延极其敏感的业务，高可靠性也是其基本要求。自动驾驶实时监测等要求毫秒级的时延，汽车生产、工业机器设备加工制造时延要求为十毫秒级，可用性要求接近100%。

2.2.3海量机器类通信(mMTC)

mMTC典型应用包括智慧城市、智能家居等。这类应用对连接密度要求较高，同时呈现行业多样性和差异化。智慧城市中的抄表应用要求终端低成本低功耗，网络支持海量连接的小数据包；视频监控不仅部署密度高，还要求终端和网络支持高速率；智能家居业务对时延要求相对不敏感，但终端可能需要适应高温、低温、震动、高速旋转等不同家具电器工作环境的变化。

35G通信核心技术简介

3.1NR新空口技术

NR空口协议层的总体设计基于LTE，并进行了增强和优化。用户面在PDCP层上新增SDAP层，PDCP和RLC层功能进行了相关优化以降低时延和增强可靠性。控制面RRC层新增RRC_INACTIVE态，利于终端节电，降低控制面时延。在物理层，NR优化了参考信号设计，采用了更为灵活的波形和帧结构参数，降低了空口开销，利于前向兼容及适配多种不同应用场景的需求。

3.2大规模天线技术

5G基站天线数及端口数将有大幅度增长，可支持配置上百根天线和数十天线端口的大规模天线阵列，并通过多用户MIMO技术，支持更多用户的空间复用传输，数倍提升5G系统频谱效率，用于在用户密集的高容量场景提升用户体验。大规模多天线系统还可以控制每一个天线通道的发射(或接收)信号的相位和幅度，从而产生具有指向性的波束，以增强波束方向的信号，补偿无线传播损耗，获得赋形增益，赋形增益可用于提升小区覆盖，如广域覆盖、深度覆盖、高楼覆盖等场景。

3.3多网络融合

5G是多种接入技术融合的网络，应遵循多网协同的原则，即5G和4G、WLAN等网络共同满足多场景的需求，实现室内外网络协同；同时保证现有业务的平滑过渡，不造成现网业务中断和缺失。

3.4多接入边缘计算

MEC通过将计算存储能力与业务服务能力向网络边缘迁移，使应用、服务和内容可以实现本地化、近距离、分布式部署，从而一定程度解决了5GeMBB、URLLC、以及mMTC等技术场景的业务需求。同时MEC通过充分挖掘网络数据和信息，实现网络上下文信息的感知和分析，并开放给第三方业务应用，有效提升了网络的智能化水平，促进网络和业务的深度融合。

3.5网络切片

网络切片是5G网络的重要使能技术，网络切片是端到端的逻辑子网，涉及核心网络(控制平面和用户平面)、无线接入网、IP承载网和传送网，需要多领域的协同配合。不同的网络切片之间可共享资源也可以相互隔离。网络切片的核心网控制平面采用服务化的架构部署，