5G网络应用趋势探讨分析

任珺,田丽萍,刘永钦,段凤梅,刘燕,焦雪莲

内蒙古巴彦淖尔市015000

摘要随着科学技术的发展，信息化技术已经完全融入了我们的日常生活中，逐渐人们对于网络技术也有了要求，传输速度越来越快，5G网络技术的需求对于移动通信领域来说是一个新的挑战，本文主要分析了5G网络技术研究的必要性，介绍目前国际上对于5G网络的研究现状，并且跟据5G网络的需求和挑战，预测未来5G网络技术的发展趋势和主要方向。

关键词：5G网络；应用；场景；趋势；

1、移动通信网络中的新需求

移动通信系统的发展都是随着某些技术的发展，根据客户的需要逐渐延伸出来的，第一代地动通信系统是基于蜂窝系统理论，用以满足人们无线移动通讯的需要而诞生的，随着蜂窝技术的逐渐完善和发展，人们对于通话质量有了更高的要求，于是第二代蜂窝移动通讯系统应运而生，实现了数字化的语音服务业务。上个世纪末期，互联网技术飞速发展，逐渐改变了人们的通信方式，传统的语音通话需要获得足够的吸引力，因此出现了能够提供数据业务的第三代移动通信。第四代移动停训技术是因为信息化对人类社会的冲击，出现了更多的移动通信业务，3G已经无法满足人们的需要，因此实现了无线网络宽带化的第四代移动通讯技术逐渐被推广使用。4G网络已经基本能够满足各种移动通信业务的要求，但是移动互联网技术和物联网技术的快速发展，对移动通信模式产生了颠覆式的影响。因为新型移动通信业务需要适应多样的场景和地区，所以国内外的科研组织机构为了适应各种通信场景进行了分类研究。

2、5G网络性能指标分析

5G网络涉及未来人们居住、工作、休闲和交通等各种领域，特别是密集住宅区、办公室、体育场、露天集会、地铁、快速路、高铁和广域覆盖等场景。这些典型场景具有超高流量密度、超高连密度数、超高移动特性，可能对5G系统形成挑战。在这些场景中，考虑增强现实、虚拟现实、超高清视频、云存储、车联网、智能家居、OTT消息等5G典型业务，并结合未来可能的用户分布、各类业务占比及对速率、时延等的要求，因此，5G关键性能指标应包括用户体验速率、连接数密度、端到端时延、流量密度、移动性和用户峰值速率。

3、5G网络典型应用场景

未来多样化应用场景下的差异化性能指标也对5G带来了新的挑战。随着移动通信渗透到社会各个领域、与行业产生深度融合，5G所提供的移动通信网络要满足各个垂直行业提出多样化的业务需求，面对不同应用场景在用户体验速率、流量密度、时延、能效和连接数方面不同的性能挑战，根据ITU定义，5G移动通信网络三大主要技术应用场景。

增强型移动宽带（eMBB）是传统移动通信技术的主要应用场景，5G在前代的基础上提出更高的要求标准，其中连续广域覆盖和热点高容量场景主要满足未来移动互联网的业务需求。保证用户在高速移动（如车载、高铁）或大范围覆盖边缘（隧道、山区、林区、水域）的业务连续性和移动性，保持100Mbps以上的用户体验速度；局部人群集中的热点地区（如6人/m2以上超高用户密度的地铁、超高连接数的体育场和集会、大流量密度的办公室）为用户提供1Gbps的极高数据传输速率和数十Tbps/平方公里的极高流量密度。

超高可靠低时延通信（URLLC）主要面向车联网、工业控制等物联网及垂直行业的特殊应用需求，为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。以高速物联网为代表的特殊行业对于通信的速度和准确性要求极高，目前4G移动通信网络无法达到标准。5G的应用将保证自动驾驶汽车、工业设备等高速物联网终端能够在统一、标准的通信网络实现即时、准确的信息传输。

海量机器通信（mMTC）主要面向智慧城市、智慧农业、环境监测等以低速物联网为代表的应用场景，业务主要目标是信息传感和数据采集，具有传输数据小、连接数量多、终端功耗低等需求指标，还要求通信网络支持千亿级别的海量连接和100万/平方公里的连接密度。前几代移动通信网络基本上只满足了增强型移动宽带（eMMB）的需求，构建人与人之间的信息交流通道，而URLLC和mMTC场景是未来移动物联网（包括车联网、工业物联网、智慧城市等）建设的基础设施，将构建人与物、物与物的连接通道，从而将成为5G发展的重要驱动力和技术突破点。因此，多应用场景的5G移动通信技术除了在性能方面实现全面提高以外，还具备更强的灵活性和可扩展性，以实现差异化性能指标、满足多样化用户需求。

4.未来网络的发展趋势

未来的5G应该是能够适应多种通信场景的全能型网络技术，在不同的场景下有着不同的性能特点，而原有的LTE网络由于工作原理的限制，并不能适应不同的通信场景，也不能满足通信场景的性能要求，所以未来的5G网络技术需要更加完善的网络架构。任何食物的发展都源于对完美的追求，5G网络同样如此，根据现有的5G网络研究情况，它的网络构架应该是动态的，根据场景和业务的不同有所变化，从而提高用户的满意度。此外，也不能一味的追求用户体验而忽略运营成本，要尽可能做到降低运营成本的同时提高用户体验，提高业务的感知能力而后网络开放程度也是未来的发展趋势。

未来5G的发展趋势总结一下就是，（1）SDN和NFV作为平台支撑技术，它们的出现代替了传统移动通信技术控制平台和转发平台没有完全分离的弊端，使得控制平面可以集中处理，可以进行集中地调动网络资源，实现根据用户需求进行应对性操作。（2）网络实现动态切片，业务的多样化和场景的复杂性都是5G网络需要面对的难题，这些复杂的问题显然无法通过单一的网络架构来实现，因此5G网络必须要有虚拟化切片的能力，让每个网络切片应对一个场景和业务，最大程度的实现网络控制和资源的合理分配。（3）网络能力深度开放，目前世界对于5G的要求是用户体验，以用户为核心的理念。而为了实现这一目标，需要用户需求与网络服务之间形成匹配，这就要求5G网络是一个开放的网络环境，能够弯么得实现业务信息与网络资源的交互，促进用户与网络服务之间的信息交流，提高网络的业务水平和用户体验。

结束语

互联网技术和物联网技术的发展推动了移动通信技术的进步，当LTE系统已经无法适用与最新的移动通信要去时，5G网络的研发就已经开始了。5G网络的着重强调了用户体验，而架构方面则是在IT行业的影响下有了明显的烙印SDN和NFV的技术思想影响了5G系统架构的设计。

因此，5G网络将会比前几代网络技术更加开放，便捷，智能，使用SDN和NFV作为平台构架技术，实现更加开放的API，将用户体验业务特征感知以及接受应用的变成管理方面完美的结合在一起。对不同的通信场景和多样的业务需求，5G能够实现网络功能智能排序，统一进行资源的分配，以最高的效率满足用户的需求，保证用户的体验。5G网络移动通信未来的应用范围越来越广，5G网络应用必定促进各行各业的发展，必定会更加靠近人们生活，也必定会给人们的衣、食、住、行产生深远的影响。

参考文献：

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