5G移動(dòng)通信的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)探析

嚴(yán)罡星

【摘要】 眾所周知，4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是我國(guó)當(dāng)前正大力推廣的移動(dòng)通信技術(shù)，現(xiàn)已發(fā)展的十分成熟，而5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)則是面向2020年的第五代移動(dòng)通信技術(shù)。很多國(guó)家自2013年起就開(kāi)始研究5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，目前我國(guó)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)正處于探索階段。文章根據(jù)我國(guó)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析與預(yù)測(cè)。

【關(guān)鍵詞】 5G 移動(dòng)通信 應(yīng)用現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

前言：近幾年，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)作用下，移動(dòng)通信技術(shù)得到了飛躍式的發(fā)展與進(jìn)步，從最開(kāi)始的2G網(wǎng)絡(luò)逐漸發(fā)展到3G網(wǎng)絡(luò)，再到現(xiàn)在的4G網(wǎng)絡(luò)。每一代網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)與應(yīng)用都是對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步的充分肯定與證明。為進(jìn)一步促進(jìn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，加快新一代5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的來(lái)臨，有需要對(duì)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行關(guān)注與分析。

一、5G移動(dòng)通信應(yīng)用現(xiàn)狀分析

5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，即第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)，它是在為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展與滿足2020年移動(dòng)用戶通信需求基礎(chǔ)上被提出的。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代逐漸來(lái)臨，4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已發(fā)展成熟，全球各大運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始未雨綢繆，積極研發(fā)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)[1]。我國(guó)也在2013年和2014年啟動(dòng)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)一期、二期研究課題，并將其納入到863計(jì)劃當(dāng)中。各個(gè)國(guó)家希望在2016年能夠正式啟動(dòng)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)進(jìn)程。5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)作為全球移動(dòng)通信領(lǐng)域新一輪競(jìng)爭(zhēng)的開(kāi)始，已成為我國(guó)信息技術(shù)發(fā)展的首要任務(wù)。2013年初，我國(guó)成立了5G移動(dòng)通信研究小組，就5G頻譜、關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展前景等進(jìn)行明確與研究，以便初步形成研究框架，盡快融入國(guó)際5G發(fā)展進(jìn)程[2]。同年6月，以面向2020年移動(dòng)通信應(yīng)用需求為目標(biāo)，我國(guó)啟動(dòng)了5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)863一期研究計(jì)劃，著重對(duì)5G無(wú)線傳輸、頻譜開(kāi)發(fā)、體系架構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，并開(kāi)展無(wú)線傳輸技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)性能指標(biāo)評(píng)估與系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。此外，研究工作擬采取的主要技術(shù)路線為基于大規(guī)模協(xié)作天線的超高效能無(wú)線傳輸技術(shù)、新型射頻技術(shù)、超蜂窩無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等核心技術(shù)。為保證5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)研究工作順利高效展開(kāi)，我國(guó)根據(jù)實(shí)際情況成立了7個(gè)研究課題，將不同關(guān)鍵技術(shù)與其他研究?jī)?nèi)容分配到不同研究機(jī)構(gòu)當(dāng)中，這些研究機(jī)構(gòu)包括華為、清華大學(xué)、東南大學(xué)、項(xiàng)目專家組等。整體而言，國(guó)內(nèi)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)研究尚處于初期階段。

二、5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)展望

與4G網(wǎng)絡(luò)相比，5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)在能效、傳輸速率、資源利用率與頻譜利用率上達(dá)到更高的水平、更高的安全級(jí)別，同時(shí)在用戶體驗(yàn)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋方面也應(yīng)有所顯著改善。即5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將會(huì)更加智能化，更能滿足用戶的流量需求，并具有網(wǎng)絡(luò)自調(diào)整與自感知等優(yōu)點(diǎn)[3]。這是新一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然需求。從5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前研究狀態(tài)來(lái)看，其在今后的發(fā)展過(guò)程中，將在以下三方面得到重點(diǎn)發(fā)展與提升：第一，采用新體系結(jié)構(gòu)，使整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)吞吐率高出當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的25倍；第二，采用新技術(shù)，使資源利用率相比于4G網(wǎng)絡(luò)至少提升10倍。第三，大力開(kāi)發(fā)可見(jiàn)光、高頻段與毫米波等頻率資源，在提高頻率資源利用率的同時(shí)使頻率資源比4G網(wǎng)絡(luò)提升4倍。另外，根據(jù)信息技術(shù)當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)分析，未來(lái)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的工作重點(diǎn)將包括如下幾點(diǎn)：其一，5G網(wǎng)絡(luò)將突破點(diǎn)到點(diǎn)傳輸和信道編碼、譯碼方式，將其擴(kuò)展成多小區(qū)協(xié)作組網(wǎng)、多用戶、多點(diǎn)、多天線的傳輸方式[4]。其二，用戶體驗(yàn)是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的核心宗旨，是運(yùn)營(yíng)商留住與吸引客戶的重要手段，更是5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)價(jià)的關(guān)鍵指標(biāo)，所以5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在創(chuàng)新技術(shù)的同時(shí)，將會(huì)更加注重對(duì)傳輸時(shí)延、虛擬現(xiàn)實(shí)、交互等業(yè)務(wù)的支持。其三，現(xiàn)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)大多使用低頻段頻譜資源，5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將在頻率資源利用率方面進(jìn)行大幅改善，通過(guò)結(jié)合無(wú)線與有線技術(shù)，采用光載無(wú)線組網(wǎng)等多種先進(jìn)技術(shù)來(lái)解決高頻無(wú)線電穿透力弱問(wèn)題，從而獲得更多頻譜資源，提高高頻段資源利用率[5]。其四，室內(nèi)通信作為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的主要場(chǎng)所之一，5G網(wǎng)絡(luò)將對(duì)室內(nèi)無(wú)線覆蓋性能進(jìn)行大范圍優(yōu)化，從而提高用戶體驗(yàn)。其五，5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將采用軟配置方式，使運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)用戶流量動(dòng)態(tài)變化來(lái)對(duì)資源進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而避免資源的浪費(fèi)，為運(yùn)營(yíng)商節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本。

三、總結(jié)

根據(jù)移動(dòng)通信發(fā)展規(guī)律和本文對(duì)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)分析來(lái)看，5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)計(jì)將在2020年正式實(shí)現(xiàn)商用，以滿足未來(lái)移動(dòng)通信用戶和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)飛速增長(zhǎng)的高需求。雖然我國(guó)關(guān)于5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的研究尚處于起步階段，但隨著研究力度與深度的逐漸加大，今后幾年時(shí)間里我國(guó)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)研究工作將進(jìn)入技術(shù)研究的關(guān)鍵時(shí)期，從而為5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的形成打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]尤肖虎，潘志文，高西奇，曹淑敏，鄔賀銓. 5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)[J]. 中國(guó)科學(xué)：信息科學(xué)，2014，05：551-563.

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