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詳解5G移動通信的關鍵技術及發(fā)展趨勢

2017-01-19
關鍵詞: 5G 全雙工 智能化 頻率

一、5G移動通信技術的概念與特點

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第五代移動電話行動通信標準,也稱第五代移動通信技術,縮寫為5G。5G移動通信和前四代移動通信的不同之處在于前四代都是單一的技術,而5G則是前四代技術的總和,這樣就使得5G移動通信的峰值速率更高,而且更加的安全,覆蓋范圍更加廣泛。可以這樣說,5G移動通信彌補了4G移動通信中所存在的漏洞,其技術更加的先進,而且能夠滿足當前人們對于網絡的需求,是未來一段時間內發(fā)展的主流趨勢。


5G移動通信主要特征:①頻譜利用效率將會有所提高。在5G中,高頻段所具有的頻譜資源會被普遍應用,而且其應用效率將會大大提高,可以彌補4G移動通信中頻譜短缺問題;②可靠性更加顯著。與4G移動通信相比較,5G的可靠性遠遠超過4G,而且時延也大大縮短;③能源消耗降低。5G移動通信中十分注重能源節(jié)約,并為此進行了專門的設計。

5G網絡一旦應用,目前仍停留在構想階段的車聯(lián)網、物聯(lián)網、智慧城市、無人機網絡等概念將變?yōu)楝F(xiàn)實。此外,5G還將進一步應用到工業(yè)、醫(yī)療、安全等領域,能夠極大地促進這些領域的生產效率,以及創(chuàng)新出新的生產方式。

世界各地都在爭相開發(fā)5G網絡。2016年7月,美國政府為5G網絡分配了大量頻譜,從而為下一代無線網絡服務開辟了道路。美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)一致同意,向移動、靈活和固定使用的無線寬帶開放近11GHz 的高頻頻譜。包括Verizon電信和AT&T在內的企業(yè)已經開始向5G技術邁進。新的5G網絡速度有望達到4G網速的10倍至100倍。韓國和日本希望分別在2018年和2020年舉行奧運會時部署這一網絡。歐盟和中國也在努力開展5G研發(fā)。諾基亞則與加拿大運營商Bell Canada合作,完成加拿大首次5G網絡技術的測試。

二、5G移動通信的關鍵技術

1、同時同頻全雙工技術

所謂的同時同頻全雙工技術,顧名思義就是指在同一個信道上,在發(fā)送信號的同時也接受信號,實現(xiàn)兩個方向的同時操作。簡單一點來說,就是指將以往通信雙工節(jié)點中存在的干擾屏蔽,然后在利用信號機發(fā)射信號的同時接受信號,通過同時的操作來提高頻譜效率,此技術和傳統(tǒng)技術相比較,更加的先進,而且工作效率也更高。

2、密集網絡技術

5G移動通信所能提供的流量將會是4G移動通信的千倍以上,而實現(xiàn)此目標主要依靠的就是密集網絡技術,此技術包含以下兩方面內容:①在宏基站的外部設置很多的天線,這樣就可以進一步的拓寬室外空間;②需要在室外布置很多的密集網絡。這些密集網絡所能產生的信噪比增益將會更加的客觀,同時此方面也是密集網絡充分發(fā)揮其作用的核心,密集網絡技術的應用可以增加5G移動通信的優(yōu)勢,提高其靈活性,增加其覆蓋面積。

3、多天線傳輸技術

所謂的多天線傳輸技術,就是指在使用有源天線來進行列陣,然后與毫米波聯(lián)系起來,之后就可以有效提高天線的覆蓋面積以及性能,就目前的情況來看,只要提高其覆蓋能力,就可達到節(jié)約能源的目標。

4、新型網絡架構技術

在人們對于網絡要求不斷改變的過程中,5G移動通信中的新型網絡架構技術就是因為未來可能產生的業(yè)務需要所出現(xiàn)的技術,此技術在應用中具有低時延以及低成本等多項優(yōu)點。在此技術中,云架構是主要的入網架構,相關人員將對云架構進行研究。

5、智能化技術

在5G移動通信網絡中,云計算是其中不可缺少的網絡之一,此網絡中包含的大型服務器是其主要構成,而此構成和基站進行連接采用的方式是交換機網絡。另外,在宏基站眾多特點中,云計算存儲功能是十分突出的一個特點,利用此功能可以存儲很多的大數(shù)據(jù),并且對這些數(shù)據(jù)進行及時的處理,而且因為基站的規(guī)模比較大,數(shù)量十分可觀,所以在能夠開展將頻段進行劃分,然后開展不同的業(yè)務。

6、設備間直接通信技術

在傳統(tǒng)的移動通信中,采用的是以小區(qū)為單位進行網絡覆蓋的方式,此方式在應用過程中不是十分靈活,而且在大流量趨勢快速發(fā)展的情況下,此種傳統(tǒng)的網絡模式也已經逐漸地被淘汰,采用設備間直接通信技術是非常有必要的。設備間直接通信技術就是指各通信設備之間可以進行直接的通信,不需要有中間載體,這樣新型的通信技術有效提高了通信效率,并保證了通信質量,而且消耗的能源也比較少。

三、5G 移動通信技術的未來發(fā)展趨勢

在對5G 移動通信技術進行分析后可以發(fā)現(xiàn),其主要是圍繞著以下幾點進行發(fā)展:①構建新型的體系結構。5G移動通信在發(fā)展中十分注重新型體系結構的構建,并還將此作為了未來發(fā)展的方向之一;②無線傳輸技術的應用。無線傳輸技術相比當前的傳輸技術更加的先進, 所以實現(xiàn)其應用也是未來發(fā)展趨勢;③對頻率資源進行研究。在移動通信技術中,頻率資源的應用是十分重要的,所以對其進行研究,采取有效的措施拓寬此資源是十分有必要的。

目前移動通信發(fā)展正處于新一輪技術與產業(yè)變革的時期,一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的移動通信應用模塊正在發(fā)生巨大變革,電信設備的通用化、小型化、虛擬化、分布化成為未來發(fā)展主流,給傳統(tǒng)電信技術帶來巨大沖擊; 另一方面5G通信體系架構也面臨著潛在的革命性改變,未來5 到10年移動通信技術勢必進入一個更加快速發(fā)展的時期。

我國5G技術研發(fā)試驗將在2016-2018年進行,分為5G關鍵技術試驗、5G技術方案驗證和5G系統(tǒng)驗證三個階段實施。上海市政府與中國移動通信集團公司簽署共同推進“互聯(lián)網+”戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。“十三五”期間,中國移動計劃在滬投入260億元,著力構建新一代網絡與信息基礎設施。上海移動將建設新一代網絡與信息基礎設施,計劃2018年在國內率先開展5G試點。


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