5G無線通信技術發(fā)展跟蹤與分析

席亞飛

【摘要】目前，隨著互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量的不斷增加，為了適應在經(jīng)濟發(fā)展與社會進步過程中對于移動信息數(shù)據(jù)迅速增長的需求，5G無線通信網(wǎng)絡技術應運而生，而這一技術的研發(fā)與應用逐漸受到了業(yè)內(nèi)乃至社會各界越來越多的重視。根據(jù)目前5G技術的技術特點5G無線通信網(wǎng)絡技術已經(jīng)表現(xiàn)出在移動數(shù)據(jù)傳輸速度與穩(wěn)定性方面的巨大優(yōu)勢，為人類社會創(chuàng)造更加便利的通信環(huán)境。因此，大力發(fā)展5G無線通信技術能夠大大提高我國信息化社會的建設水平，促進我國經(jīng)濟建設中信息化水平的提高，滿足人民群眾對于無線通信網(wǎng)絡的需求。接下來，本文將從5G無線通信技術目前的發(fā)展情況入手進行具體內(nèi)容的分析。

【關鍵詞】5G無線通信技術；信息技術；發(fā)展現(xiàn)狀

【Abstract】At present， with the increasing number of Internet users， in order to adapt to the economic development and social progress in the process of rapid growth of mobile information needs， 5G wireless communication network technology came into being， and this technology research and development and gradually by the Industry and the community more and more attention. According to the current technical characteristics of 5G technology 5G wireless communication network technology has shown in the mobile data transmission speed and stability of the great advantages for human society to create a more convenient communication environment. Therefore， the development of 5G wireless communication technology can greatly improve the level of China's information society， and promote the improvement of information technology in China's economic construction to meet the people's demand for wireless communication network. Next， this article will be 5G wireless communication technology from the current development of the specific content of the analysis.

【Key words】5G wireless communication technology；Information technology；Development status

1. 5G無線通信技術概況

在一般情況下，5G無線通信技術就是指第五代無線電話行動通信標準，同時這項技術也被稱為第五代無線通信技術。目前，5G無線通信技術是無線通信技術的最主要發(fā)展方向，從本質(zhì)上看，5G無線通信技術是對于4G無線通信技術的一次巨大突破，在網(wǎng)絡連接的穩(wěn)定性、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取⒕W(wǎng)絡帶寬等方面都有了巨大的提高，對于滿足信息時代不斷發(fā)展對于網(wǎng)絡傳輸能力的需要有著十分積極的意義。目前，5G無線通信技術還處于技術的研發(fā)階段，距離投入市場實現(xiàn)大規(guī)模應用還有一定的距離，而在5G無線通信技術領域目前相對成熟的產(chǎn)品是是美國高通公司團隊所研發(fā)的可以實現(xiàn)“萬物互聯(lián)”的5G技術原型。根據(jù)目前5G無線通信技術所表現(xiàn)出來的技術特點來看，這一技術的應用將會給人類社會的日常生產(chǎn)經(jīng)營活動帶來巨大的影響，在一定程度上能夠幫助人們擺脫過去無線網(wǎng)絡通信技術在網(wǎng)速、帶寬、網(wǎng)絡穩(wěn)定性方面的限制，從而更好的利用無線互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)社會發(fā)展。

2. 5G無線通信技術關鍵技術研究

2.1 新型多天線傳輸通信技術。

目前多天線技術已經(jīng)經(jīng)過了多個階段的發(fā)展，頻譜的利用率得到了顯著的提高，大規(guī)模天線陣列也成為5G移動通信發(fā)展的主要研究方向之一，該技術的應用可以有效提升無線信號的覆蓋性能。大規(guī)模的有源天線陣列形成3D-MIMO技術，同時配合毫米波提高了多天線技術的實際利用成效。通過新型多天線傳輸通信技術的應用，能夠有效提高天線陣列的增益效果，有效提高天線的信號的覆蓋范圍，同時在這一技術中，天線陣列的抗干擾能力也得到了巨大的提高。

2.2 高頻傳輸通信技術。

高頻段是5G無線通信技術的重要發(fā)展方向，尤其是高頻段中的mm波頻段。目前，韓國三星公司已經(jīng)針對5G無線通信技術的開發(fā)完成了對于28GHz與37GHz頻段的測試，并以28GHz頻段來作為5G通信技術應用試驗機的頻段完成進一步的測試，經(jīng)過驗證，該試驗機能夠達到峰值1Gbit的下載速度。這對于目前網(wǎng)絡通信技術的數(shù)據(jù)傳輸速率是一個巨大的突破，對于解決目前存在于數(shù)據(jù)傳輸中的信息傳遞速率問題有著十分重要的意義。但是，高頻傳輸通信技術在實際應用中還面臨著比較多的問題需要處理，例如高頻段信號在空氣中傳遞被空氣吸收的損耗、信號頻段過高對于電磁波路徑的損耗也會隨之提高，因此這就導致數(shù)據(jù)在傳輸過程中存在不穩(wěn)定的情況，這是5G無線通信技術發(fā)展高頻段傳輸通信技術中不可回避的問題。endprint

2.3 D2D技術。

在過去的無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)中，信號的覆蓋需要以基站作為中心，中繼站接收來自基站的信號，然而在這種連網(wǎng)方式之下基站和中繼站的位置必須固定，這就導致一方面網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)受到了巨大的限制，另一方面對于基站建設投入的巨大資金也成為網(wǎng)絡覆蓋范圍擴大的主要制約因素。而在5G無線通信技術中的D2D技術則是對這一現(xiàn)狀的重大突破，利用D2D技術能夠?qū)崿F(xiàn)設備與設備之間的直接通信，從而在數(shù)據(jù)傳輸與設備交互的過程中脫離了對于信息基站與中繼站的依賴，從而大大提高了無線設備網(wǎng)絡接入范圍和連接方式，同時也降低了無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的建設成本，提高了系統(tǒng)運行的經(jīng)濟效益。

2.4 全頻譜接入。

在5G移動通信網(wǎng)絡系統(tǒng)中可以實現(xiàn)與低頻的混合組網(wǎng)，從而避免了用戶人數(shù)增加所造成的通信擁擠現(xiàn)象。在以往的移動通信系統(tǒng)之中移動通信頻段大多集中在3GHz以內(nèi)，全頻譜接入技術支持下，高頻段的毫米波頻率最低為27.3GHz，而最高可以達到350Gz，貸款超過280GHz，大大拓寬了原有的低頻段帶寬。于此同時高頻段傳輸?shù)奈⒉ㄔ骷某叽缫脖容^小，系統(tǒng)的規(guī)?？梢缘玫娇s減，滿足5G移動通信系統(tǒng)對于信號容量以及傳輸速度的要求，全頻譜接入技術支持下高頻段信號可以進行短距離的高速通信。

2.5 密集網(wǎng)絡通信技術。

目前，無線網(wǎng)絡用戶數(shù)量正處于一個迅速增長的狀況，無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務量也正在迅速提高，因此在密集的人口密集區(qū)，為了滿足密集分布的用戶數(shù)據(jù)傳輸需要，就需要采用密集的部署形式。通過利用密集無線網(wǎng)絡通信技術能夠有效創(chuàng)建數(shù)量更多的低功率節(jié)點，同時能夠在該區(qū)域內(nèi)有效提高熱點的數(shù)量與熱點提供網(wǎng)絡傳輸?shù)馁|(zhì)量，從而實現(xiàn)在小區(qū)內(nèi)實現(xiàn)網(wǎng)絡系統(tǒng)容量的有效增加，實現(xiàn)人口密集情況下使用網(wǎng)絡傳輸功能的需要。但是在密集網(wǎng)絡通信技術的應用中，需要注意的是當該區(qū)域內(nèi)網(wǎng)絡密集程度提高時，網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)也會隨之變得越來越復雜，這就導致在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生相互干擾的情況也就越來越嚴重，因此在密集網(wǎng)絡通信技術的設計中必須要重視起系統(tǒng)內(nèi)部抗干擾運行的能力。

3. 5G無線通信技術的技術特征

3.1 用戶速率的提高。

5G無線通信技術的一個主要特征就是網(wǎng)絡傳輸速度的巨大提高，5G網(wǎng)絡相比起傳統(tǒng)的3G網(wǎng)絡、4G網(wǎng)絡在用戶速率上有了一個明顯的而提高。依照目前的5G無線通信技術發(fā)展形勢，在5G網(wǎng)絡中正常狀態(tài)的下的用戶速度都將維持在10Gbit/s以上，一些對信號傳輸速率需求較高的客戶的速度甚至可以達到100Gbit/s。而數(shù)據(jù)傳輸速度的提高對于信息時代的建設是一個極大地促進，例如在公共消防事業(yè)的信息化建設中，通過5G無線通信技術的高速率能夠?qū)崿F(xiàn)包括消防救援圖像傳輸、災情救援現(xiàn)場圖像傳輸以及急救車內(nèi)的高清醫(yī)療圖像傳輸服務的有效進行，從而提高消防系統(tǒng)的工作能力。

3.2 數(shù)據(jù)流量的增長。

有移動通信行業(yè)的業(yè)內(nèi)人士預測，到2020年移動數(shù)據(jù)流量需求將達到十年前的一千倍以上，為了滿足移動數(shù)據(jù)流量的增長，5G通信時代的到來也將成為必然。與3G、4G通信業(yè)務相比，5G移動通信網(wǎng)絡技術的吞吐量得到了顯著的提高，數(shù)據(jù)傳輸能力大大增強，即使是在業(yè)務量較多，用戶較為擁擠的時段，數(shù)據(jù)流量也可以進行大幅度的提升，數(shù)據(jù)流量超過100Gbit/s/Km2。

3.3 時效性和可靠性的提高。

與現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡相比，5G服務的應用范圍將繼續(xù)拓寬。例如，聯(lián)通5G云網(wǎng)絡架構(gòu)可以實現(xiàn)虛擬化、組件化、可編排的目標，在此基礎之上不同的業(yè)務場景由不同的網(wǎng)絡切片來負責處理，實現(xiàn)從專有的電信網(wǎng)絡到通用網(wǎng)絡平臺的轉(zhuǎn)變，可靠性得到了顯著的提高。當前所使用的4G網(wǎng)絡仍然存在一定的控制時延，5G移動通信網(wǎng)絡系統(tǒng)將對這一時間進行進一步的縮短，與4G相比控制時延縮短7倍左右，時效性和可靠性的提高為人們的生命安全和財產(chǎn)安全提供了保障。

4. 總結(jié)

目前，隨著互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量與用戶對網(wǎng)絡通信技術要求的不斷提高，現(xiàn)有的無線通信技術已經(jīng)逐漸部門滿足實際發(fā)展的需要，因此加快5G移動通信網(wǎng)絡技術的發(fā)展是滿足人們?nèi)找嬖鲩L的移動數(shù)據(jù)業(yè)務的需求的必然舉措。5G無線通信技術已經(jīng)有了相對完善的技術體系，但是距離大規(guī)模的實際應用還有一定的距離，這就要求行業(yè)內(nèi)技術開發(fā)人員做好這一技術的研發(fā)工作，推動5G無線通信技術的實際應用水平。我國預計將在2020年構(gòu)建新一代的移動通信系統(tǒng)，5G技術在這一過程中將發(fā)揮關鍵性的作用，伴隨著5G關鍵技術的突破和提高，經(jīng)濟發(fā)展的速度以及社會信息化程度將得到顯著的提升。

參考文獻

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[文章編號]1619-2737（2017）07-20-667endprint