摘要:本文主要从5G移动通信技术的特点;5G 移动通信发展趋势展望等几方面探讨了本文主题,旨在与同行共同学习。
关键词:5G 移动通信;发展趋势;关键技术
我国的移动通信技术从最初的 2G 网络发展到 3G 网络,极大地促进了移动网络终端的使用,到目前的 4G移动网络通信技术正处于推广和广泛应用中,移动通信行业在短短的几年时间,就已经发展到了一个始料未及的高度,是目前世界发展最快的技术变革之一。就其发展历程来看,5G 移动通信技术未来将逐步走入到人们的生活、工作和学习中,再一次促进社会的进步和变革,对技术的不断创新,一方面有助于保持移动通信技术行业的活力,另一方面有助于促进我国社会经济快速发展,提供更加完善的科学技术支持。
一、5G移动通信技术的特点
1.频谱利用率高
在 5G移动通信技术的设定中,高频率的频谱资源应用程度将更加的广泛,在目前的科学技术水平下,由于受到无限的高频段穿透能力的制约,高频段的资源利用率还是处于低迷状态,但是这不会影响到由光作为载体的无线网络。
2.超前的设计理念
3.在现在的通信技术的服务中,占据主体地位的仍旧是室内业务的应用,5G 移动通信技术的最先设计目标就是将目标定位在室内无线网络的全覆盖和剩余的业务支持功能上,这将颠覆一般意义上的移动通信技术的整体理念。
4.通信技术的性能极高
现有的通信模式的运行方式,是将信息的传输码和两个传输之间的技术作为核心目标去实践的,与未来 5G移动通信技术不同的是,5G通信技术的应用不仅仅是体现在信息和编码的传输,多天线、多用户以及多地区的相互协作和相互连接作为 5G技术在未来出现的重点研究方向,以便于大幅度提高现有的通信技术的整体性能。
5.低成本运营
5G移动网络通信技术在软件的配置和使用是未来重要的发展方向,网络资源的使用和再利用可以根据移动通信业务的流量变化而做到实时的调整,这样就大大减少了不必要的消耗,降低了能源的使用率和网络的运营成本。真正做到了低成本的运营。
6.提高了用户体验
5G移动网络通信技术的提出,在研究中首先将目标放在了用户体验上,相比于现在的移动通信技术,5G技术将大大提高对于游戏/3D 以及数据传输和网络的数据流动速度等方面,大大丰富了人们在移动通信技术上的效率,用户体验也成为了未来 5G通信技术的发展的重要标准。
5g 移动通信技术作为未来移动通信技术的发展方向,它的应用必将带动整个移动互联网络的发展,5g 移动网络通信技术在普及后可以满足未来大约 10 年的移动信息网络的数据的传输的要求,还具备现有的移动信息网络技术所不具备的灵活性,能够根据流量的变化实现自我的调整,对于网络的连接初步实现智能化的趋势。
二、5G 移动通信系统的关键技术
为提升 5G 移动通信系统的数据传输效率,降低使用成本,提高普及率,研发人员在不停地研发新技术。5G 移动通信系统的最关键技术主要体现在效能高的无线传输技术和密度高的无线网络技术。
1.如今无线传输技术主要发展方向包括大规模 MIMO 技术、基于滤波器组的多载波技术、全双工技术等。大规模 MI-MO 技术可以提升通信系统的频谱效率和功率,从而使在不增加基站的情况下提升用户数量,还可以大幅度降低噪音和其他干扰对信号的影响。基于滤波器组的多载波技术(FBMC 技术)可以灵活且有效地利用一些之前难以利用的空白可用频谱。从而获得连续的频谱宽带资源。全双工技术是指可以同时同频率地进行双向通信的技术。现有的通信系统中由于技术和设备的限制,只能单向单频率进行通信,理论上浪费了一半的带宽资源。而全双工技术通过改进器件和技术革新,充分挖掘了无线频率资源,是如今研究的一个重要方向。
2.而无线网络技术如今的发展趋势主要包括超密集异构网:络技术、自组织网络技术、软件定义无线网络、内容分发网络。而无线网络技术的关键问题是网络的协同和干扰管理。超密集异构网络技术是指大幅度提升站点部署密度,在未来几年里将站点部署密度提升到现在的十倍以上,将站点与用户比达到1:1,每一个用户都拥有一个站点。自组织网络技术是将网络智能化,引入自组织能力(自配置,自优化,自愈合),使网络的各个环节可以自动进行,减少人工的干预,此技术由NGMN 联盟主导完成,现已经在一些商业领域得到了应用,体现出了明显的优势。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆软件定义无线网络由斯坦福大学的研究人员研发的,主要内容是将路由器的路由控制等决策功能转移到由中央服务器来进行软件控制,大大简化了设备,提升了控制的灵活性,因此将软件定义无线网络引入 5G 移动通信系统是现在发展的一个重要方向。内容分发网络(CDN)的目的是提升无线网络访问质量,CDN 通过在用户访问数量较大的地区采用服务器进行缓存的方式来解决互联网访问拥挤的问题,提升网站的反应速度。
三、发展方式面临抉择
5G 移动通信系统是以演进方式发展还是以革命性方式的发展,也是业界普遍重视的问题。鉴于 4G/LTE技术已成为移动通信发展的主流技术,如何在 4G/LTE 技术基础上发展后相兼容的 5G 移动通信系统,是业界关注的首要发展方式。另一方面,5G 移动通信将出现大规模天线、超密集网络等全新技术,其网络组网方式(如 SDN/NFV 等)与频谱利用方式也将产生潜在的革命性变化,因此不能排除 5G 移动通信系统采用革命性发展方式的可能性。此外,新一代Wi-Fi 技术(如 IEEE 802.11ax/aj)也在快速发展之中,其应用场景与目前的UDN 移动通信组网技术正趋于高度一致;可以预计 Wi-Fi 技术发展将进一步与蜂窝移动通信系统趋于融合,除两种系统的频谱利用方式有根本性的差别外,其基本支撑技术也有可能趋于统一。
四、5G 移动通信发展趋势展望
1.与 4G 网络相比,5G 移动网络应当在能效、传输速率、资源利用率与频谱利用率上达到更高的水平、更高的安全级别,同时在用户体验与无线网络覆盖方面也应有所显著改善。即5G移动网络将会更加智能化,更能满足用户的流量需求,并具有网络自调整与自感知等优点。这是新一代移动网络发展的必然需求。从 5G 移动网络当前研究状态来看,其在今后的发展过程中,将在以下三方面得到重点发展与提升:
(1)采用新技术
使资源利用率相比于4G 网络至少提升 10 倍。
(2)大力开发可见光、高频段与毫米波等频率资源,在提高频率资源利用率的同时使频率资源比 4G 网络提升 4 倍。
(3)采用新体系结构,使整个移动通信系统吞吐率高出当前网络的25倍。
2.根据信息技术当前发展趋势分析,未来 5G 移动网络的工作重点将包括如下几点:
(1)5G 网络将突破点到点传输和信道编码、译码方式,将其扩展成多小区协作组网、多用户、多点、多天线的传输方式。
(2)用户体验是移动网络发展的核心宗旨,是运营商留住与吸引客户的重要手段,更是 5G 移动网络性能评价的关键指标,所以 5G 移动网络在创新技术的同时,将会更加注重对传输时延、虚拟现实、交互等业务的支持。
(3)现在移动网络大多使用低频段频谱资源,5G 移动网络将在频率资源利用率方面进行大幅改善,通过结合无线与有线技术,采用光载无线组网等多种先进技术来解决高频无线电穿透力弱问题,从而获得更多频谱资源,提高高频段资源利用率。
(4)室内通信作为移动网络应用的主要场所之一,5G 网络将对室内无线覆盖性能进行大范围优化,从而提高用户体验。
(5)5G 移动网络将采用软配置方式,使运营商可以根据用户流量动态变化来对资源进行适当调整,从而避免资源的浪费,为运营商节约运营成本。
结语
按照现有的社会和互联网发展速度,5G技术在未来的十年内就大致可以出现并投入到使用中去了,现在的 5G技术中的各项组成部分还处于研发测试阶段,部分技术还处在理念阶段,所以 5G技术的发展依旧处于萌芽阶段,5G技术能未来移动通信技术的重要组成,5G移动通信技术的出现可以进一步的优化通信结构、增加频谱频率并且实现新技术的利用率等,随着社会和科技的不断进步,5G技术的关键组成技术已经初步确立,并且在未来一段时间为内可以快速的进入实质性的研究和测试中去。
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论文作者:李星
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/5
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