5G移動(dòng)通信技術(shù)與發(fā)展前景

楊劍鋒

摘 要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促進(jìn)了我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用的飛速發(fā)展，我國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋率不斷提升?？焖?、高效已經(jīng)成為了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的代名詞。新時(shí)期，民眾對(duì)于移動(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)之中將會(huì)不斷促進(jìn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在傳輸速率、傳輸穩(wěn)定性以及價(jià)格等方面的發(fā)展。新一代的移動(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)將會(huì)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(dòng)互聯(lián)通信體驗(yàn)。文章將在分析5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行討論。

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

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）28-0047-02

前言

5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)是現(xiàn)今廣泛應(yīng)用的4G移動(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)其在傳輸速率、信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性等方面更具有優(yōu)勢(shì)，也是我國(guó)下一階段所使用的主要的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)。做好5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的研究和發(fā)展對(duì)于促進(jìn)我國(guó)移動(dòng)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。

1 5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的特點(diǎn)

5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)是下一代移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信中所使用的移動(dòng)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(yíng)成本低等的特點(diǎn)，一旦普及應(yīng)用將會(huì)對(duì)用戶及運(yùn)營(yíng)商帶來極大的便利和實(shí)惠。相較于前幾代的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)對(duì)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)對(duì)于通信頻譜帶中的高頻段資源利用的過程中會(huì)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)對(duì)于高頻段頻譜資源的利用效率。但是上述特性不會(huì)對(duì)5G移動(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)通過對(duì)傳統(tǒng)通信理念進(jìn)行創(chuàng)新，改變了以往移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)中的信息編譯碼、點(diǎn)對(duì)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(duì)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(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在研究時(shí)將室內(nèi)無線移動(dòng)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(duì)傳統(tǒng)移動(dòng)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(huì)使得5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)能夠在移動(dòng)通信中發(fā)揮出更好的效果。此外，在5G移動(dòng)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(dòng)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(yíng)商可以根據(jù)動(dòng)態(tài)的業(yè)務(wù)流量的變化來對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信的資源進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，從而使得5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)的能耗能夠得到有效的降低，同時(shí)還能夠節(jié)省系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)成本。

根據(jù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)并結(jié)合現(xiàn)今的4G移動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)對(duì)于數(shù)據(jù)的傳輸速率將會(huì)至少高出4G移動(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)為1分鐘，而使用5G移動(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)來完成在線視頻的觀看時(shí)，則可以使用4K或是8K畫質(zhì)的視頻。（2）5G移動(dòng)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(dòng)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(wàn)個(gè)。（3）采用5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)無線延遲時(shí)間將<1ms，現(xiàn)今所使用的4G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的無線延遲時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)在50ms。在采用5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，將會(huì)使得數(shù)據(jù)的傳輸速度更快，從而可以使用5G移動(dòng)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(dòng)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(shí)，使用5G移動(dòng)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(shí)間控制在1ms以內(nèi)將能夠有效的避免危險(xiǎn)的發(fā)生。（4）除了上述的性能指標(biāo)外，采用5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)時(shí)，其所能夠支持的最大的移動(dòng)速度也將由原先的350km/h擴(kuò)展至500km/h，從而為移動(dòng)無線用戶帶來極大的方便。

2 5G移動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信輸送技術(shù)。（3）5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信中體系統(tǒng)技術(shù)。（4）5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信驗(yàn)證技術(shù)。在5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信的傳輸中將會(huì)使用高頻段通信頻段。現(xiàn)今所使用的移動(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶的增加將會(huì)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)將會(huì)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信對(duì)于速率和容量的需求。在5G移動(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)研究的重點(diǎn)。同時(shí)同頻全雙工技術(shù)也是5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)研究中的重點(diǎn)之一，同時(shí)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(duì)兩個(gè)方向信號(hào)進(jìn)行傳輸，并在通信雙工節(jié)點(diǎn)的接收機(jī)處采用對(duì)消方式來抵消自身發(fā)射信號(hào)對(duì)所接收信號(hào)帶來的干擾。從而實(shí)現(xiàn)在發(fā)射信號(hào)時(shí)完成對(duì)另一節(jié)點(diǎn)的相同頻率信號(hào)的接收。此外，在5G移動(dòng)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(dòng)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(hào)基站為中心實(shí)現(xiàn)對(duì)于信號(hào)基站周邊范圍內(nèi)設(shè)備的全覆蓋，設(shè)備基站作為信號(hào)的發(fā)射和中繼點(diǎn)無法隨便進(jìn)行移動(dòng)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)將會(huì)受到一定的限制。在5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的研發(fā)中，將改變傳統(tǒng)的信號(hào)基站聯(lián)網(wǎng)模式，以D2D直接通信技術(shù)來確保5G移動(dòng)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(hào)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)5G移動(dòng)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(duì)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(dòng)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(duì)于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。?G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的研發(fā)中，5G移動(dòng)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(dòng)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(duì)于5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信架構(gòu)的研發(fā)中，主要集中在對(duì)于云架構(gòu)和C-RAN方向的研究上。5G移動(dòng)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(dòng)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(tái)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(chǔ)和云計(jì)算功能，能夠更好的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)效性數(shù)據(jù)處理，對(duì)于時(shí)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(dòng)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(dòng)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(duì)5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要設(shè)計(jì)有相應(yīng)的智能識(shí)別功能，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)于5G移動(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)中的關(guān)鍵一環(huán)。

3 5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

在5G移動(dòng)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(huì)使得5G移動(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)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(huì)成為5G移動(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的應(yīng)用中更加的便利與簡(jiǎn)潔。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著通信技術(shù)的發(fā)展以及民眾對(duì)于移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸需求的增加，5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)總將會(huì)投入應(yīng)用。隨著5G移動(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)將會(huì)取代4G移動(dòng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)5G移動(dòng)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。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙國(guó)鋒，陳婧，韓遠(yuǎn)兵，等.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，27（4）：441-452.

[2]柴蓉，胡恂，李海鵬，等.基于SDN的5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)[J].重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，27（5）：569-576.

[3]僧書銘.淺析5G移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（29）：107.endprint