5G移動通信技術(shù)及發(fā)展前景

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摘要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促進(jìn)了我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用的飛速發(fā)展，我國移動互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋率不斷提升?？焖佟⒏咝б呀?jīng)成為了移動互聯(lián)網(wǎng)的代名詞。新時期，民眾對于移動互聯(lián)網(wǎng)的需求在不斷的增加，通過將新技術(shù)應(yīng)用于移動互聯(lián)網(wǎng)之中將會不斷促進(jìn)移動互聯(lián)網(wǎng)在傳輸速率、傳輸穩(wěn)定性以及價格等方面的發(fā)展。新一代的移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)（5g）正處于緊張的研發(fā)當(dāng)中并已經(jīng)取得了階段性的成果，相信在不久的將來5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)將會應(yīng)用到人們的日常生產(chǎn)、生活中，從而為民眾帶來更好的移動互聯(lián)通信體驗(yàn)。文章將在分析5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)；特點(diǎn)；發(fā)展趨勢

前言

5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)是現(xiàn)今廣泛應(yīng)用的4G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的延伸和發(fā)展，相較于現(xiàn)今所使用的4G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)其在傳輸速率、信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性等方面更具有優(yōu)勢，也是我國下一階段所使用的主要的移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)。做好5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的研究和發(fā)展對于促進(jìn)我國移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展有著極為重要的意義。

15G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的特點(diǎn)

5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)是下一代移動互聯(lián)網(wǎng)通信中所使用的移動通信技術(shù)，其具有通信頻譜利用率高、通信性強(qiáng)及能耗和通信運(yùn)營成本低等的特點(diǎn)，一旦普及應(yīng)用將會對用戶及運(yùn)營商帶來極大的便利和實(shí)惠。相較于前幾代的移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)對于通信頻譜中的高頻段頻譜資源利用更為廣泛且利用率較高。但是在應(yīng)用的過程中，5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)對于通信頻譜帶中的高頻段資源利用的過程中會受到高頻段無線電波穿透能力不足的限制，從而影響5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)對于高頻段頻譜資源的利用效率。但是上述特性不會對5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)中的光無線組網(wǎng)、有線與無線寬帶技術(shù)的融合等的應(yīng)用造成影響。5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)通過對傳統(tǒng)通信理念進(jìn)行創(chuàng)新，改變了以往移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)中的信息編譯碼、點(diǎn)對點(diǎn)之間的物理通信傳輸方式，其通過采用更加廣泛的多點(diǎn)、多天線、多小區(qū)+多用戶的協(xié)作模式大幅度的對互聯(lián)網(wǎng)的相互協(xié)作、相互組網(wǎng)性進(jìn)行了強(qiáng)化從而使得5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)的通信性能得到了大幅的提高。5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在研究時將室內(nèi)無線移動網(wǎng)絡(luò)的覆蓋作為其研究的重點(diǎn)與業(yè)務(wù)的支撐點(diǎn)，從而對傳統(tǒng)移動互聯(lián)網(wǎng)通信的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行了革新和改變，通過理念的創(chuàng)新將會使得5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)能夠在移動通信中發(fā)揮出更好的效果。此外，在5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的研究中加入了“軟”配置設(shè)計(jì)，使得5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可以根據(jù)動態(tài)的業(yè)務(wù)流量的變化來對移動互聯(lián)網(wǎng)通信的資源進(jìn)行實(shí)時的調(diào)整，從而使得5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)的能耗能夠得到有效的降低，同時還能夠節(jié)省系統(tǒng)運(yùn)營商的運(yùn)營成本。根據(jù)移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展趨勢并結(jié)合現(xiàn)今的4G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)所具有的性能指標(biāo)，未來所發(fā)展起來的5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)當(dāng)具有以下的性能指標(biāo)：（1）5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率將至少要高于1Gbps?，F(xiàn)今所使用的4G/LTE移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的傳輸速率已經(jīng)得到了100Mbps，而新的5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)對于數(shù)據(jù)的傳輸速率將會至少高出4G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)傳輸速率的10倍以上。以下載某一視頻為例，現(xiàn)今所使用的4G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)為1分鐘，而使用5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)完成相同畫質(zhì)的視頻則只需要5s甚至于更少。采用5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)來完成在線視頻的觀看時，則可以使用4K或是8K畫質(zhì)的視頻。（2）5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)所具有的容量比要高出現(xiàn)今所使用的4G/LTE移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)1000倍，平均每平方公里范圍內(nèi)所分布的連接數(shù)將≥100萬個。（3）采用5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)時無線延遲時間將＜1ms，現(xiàn)今所使用的4G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的無線延遲時間標(biāo)準(zhǔn)在50ms。在采用5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)時，將會使得數(shù)據(jù)的傳輸速度更快，從而可以使用5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)來完成一些高精度要求的控制，比如說當(dāng)采用5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)來作為無人駕駛或是無人汽車在線控制時，使用5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)將無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t時間控制在1ms以內(nèi)將能夠有效的避免危險的發(fā)生。（4）除了上述的性能指標(biāo)外，采用5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)時，其所能夠支持的最大的移動速度也將由原先的350km/h擴(kuò)展至500km/h，從而為移動無線用戶帶來極大的方便。

25G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)研發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)今的5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)仍處于研發(fā)階段并取得了一定的階段性成果。一般來說，在5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的研發(fā)中主要包括有以下幾方面的關(guān)鍵性技術(shù)：（1）5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)。（2）5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信輸送技術(shù)。（3）5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信中體系統(tǒng)技術(shù)。（4）5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信驗(yàn)證技術(shù)。在5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信的傳輸中將會使用高頻段通信頻段。現(xiàn)今所使用的移動互聯(lián)網(wǎng)通信頻段主要集中在3Ghz的區(qū)間范圍以內(nèi)，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)用戶的增加將會使得這一頻段內(nèi)的頻譜資源變得十分的擁擠，而高頻段主要指的是27.3-350Ghz的毫米波頻率。這一區(qū)間的頻帶寬度高達(dá)284.6Ghz，這一頻帶寬度是微波全部帶寬的12倍。此外，由于在5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)將會使得元器件的尺寸大幅縮小，毫米波系統(tǒng)將能夠輕而易舉的實(shí)現(xiàn)小型化實(shí)現(xiàn)極高速短距離，用以滿足5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信對于速率和容量的需求。在5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的應(yīng)用所使用的多天線傳輸技術(shù)將能夠使得頻譜的利用率得到大幅的提升，而多天線傳輸技術(shù)也是5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)研究的重點(diǎn)。同時同頻全雙工技術(shù)也是5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)研究中的重點(diǎn)之一，同時同頻全雙工技術(shù)又被稱之為高效的頻譜效率技術(shù)，這一技術(shù)的特點(diǎn)是在某一相同的物理信道上對兩個方向信號進(jìn)行傳輸，并在通信雙工節(jié)點(diǎn)的接收機(jī)處采用對消方式來抵消自身發(fā)射信號對所接收信號帶來的干擾。從而實(shí)現(xiàn)在發(fā)射信號時完成對另一節(jié)點(diǎn)的相同頻率信號的接收。此外，在5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的研究中將注意做好設(shè)備間直接通信技術(shù)的研發(fā)，在傳統(tǒng)的移動互聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)中其通信聯(lián)網(wǎng)多采用的是以信號基站為中心實(shí)現(xiàn)對于信號基站周邊范圍內(nèi)設(shè)備的全覆蓋，設(shè)備基站作為信號的發(fā)射和中繼點(diǎn)無法隨便進(jìn)行移動。移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)將會受到一定的限制。在5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的研發(fā)中，將改變傳統(tǒng)的信號基站聯(lián)網(wǎng)模式，以D2D直接通信技術(shù)來確保5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)能夠在沒有基站的情況下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)從而實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備之間的直接通信，從而實(shí)現(xiàn)了信號接入設(shè)備在接入方式和網(wǎng)絡(luò)連接方式方面的創(chuàng)新。相較于4G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)在智能化、寬帶化和多元化及包容化方面更為突出，其對于數(shù)據(jù)的傳輸速率也更快，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)可以采用以下兩方面的技術(shù)：一是通過在宏基站處布置大規(guī)模天線來取得室外空間增益從而實(shí)現(xiàn)5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的提升。另外就是通過布置密集網(wǎng)絡(luò)來滿足室內(nèi)和室外對于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。?G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的研發(fā)中，5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)將向著高頻帶寬度、更加密集的布置方案發(fā)展，部署高達(dá)200以上的扇區(qū)。在5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的研發(fā)中，研發(fā)新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以滿足高容量、大規(guī)模的用戶需求?，F(xiàn)今在對于5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信架構(gòu)的研發(fā)中，主要集中在對于云架構(gòu)和C-RAN方向的研究上。5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用還需要建立相應(yīng)的高速率、大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理中心，未來，5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的中心網(wǎng)絡(luò)將交由大型服務(wù)器所組成的云計(jì)算平臺來實(shí)現(xiàn)，各服務(wù)器之間將采用該交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)交換功能的路由器與基站相互連接。宏基站將具有大數(shù)據(jù)存儲和云計(jì)算功能，能夠更好的對數(shù)據(jù)進(jìn)行時效性數(shù)據(jù)處理，對于時效性特強(qiáng)或是特別大的數(shù)據(jù)將交由云計(jì)算中心來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)處理。在5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)終端或是所使用的基站數(shù)量、形態(tài)的不同將采用不同的頻段，從而使得5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)連接及天線更為多樣化，在對5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì)時需要設(shè)計(jì)有相應(yīng)的智能識別功能，用以實(shí)現(xiàn)對于5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的智能組網(wǎng)。智能化技術(shù)是5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)中的關(guān)鍵一環(huán)。

35G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

在5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展中其網(wǎng)絡(luò)化程度將越來越高，在其未來的發(fā)展中通過與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行良好的結(jié)合，將能夠使其發(fā)展更加全面化。此外，由于新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將會使得5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在傳輸速度上得到大幅的提升，使用5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的移動設(shè)備將能夠更快的進(jìn)行數(shù)據(jù)的上傳或是下載。此外，人性化也將會成為5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，從而使得在5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的應(yīng)用中更加的便利與簡潔。

4結(jié)束語

隨著通信技術(shù)的發(fā)展以及民眾對于移動數(shù)據(jù)傳輸需求的增加，5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)總將會投入應(yīng)用。隨著5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)研發(fā)瓶頸的不斷突破在不遠(yuǎn)的將來，5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)將會取代4G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用于我們的生活中。本文在分析5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對5G移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展前景進(jìn)行了分析介紹。

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作者:楊劍鋒 單位:西門子醫(yī)療系統(tǒng)有限公司北京分公司