徐俊平
【摘要】 本文梳理了我國移動通信發(fā)展歷程,重點介紹了當前5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù),隨著關(guān)鍵技術(shù)的逐步實現(xiàn),5G必將給我們的生活帶來深刻的變革。
【關(guān)鍵詞】 移動通信 5G 發(fā)展趨勢
近些年來,隨著信息產(chǎn)業(yè)改革的深化,通信行業(yè)的重組,以及移動通信技術(shù)的不斷進步,中國移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了很大的變化,移動通信網(wǎng)絡(luò)正朝著寬帶化、智能化、綜合化和小型化方向發(fā)展。隨著第五代移動通信技術(shù)的逐步實現(xiàn),全球正在迅速的向著移動通信新時代邁進。
一、我國移動通信發(fā)展歷程
自馬可尼發(fā)明無線通信以來,移動通信的迅速發(fā)展給人們生活帶來了極大的方便。1987年,我國第一個模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)在廣東建成,后陸續(xù)在其他城市推開;1994年11月,我國建成GSM數(shù)字網(wǎng),并于2001年關(guān)閉模擬通信網(wǎng),隨后開始建設(shè)CDMA數(shù)字網(wǎng);1999年11月,在國際電信聯(lián)盟會議上,我國提出的TD-SCDMA被接納成為國際標準,與美國的CDMA2000、日本歐洲的WCDMA一起成為世界3G主流標準,2009年,工信部向三大運營商發(fā)放3G牌照,3G全面商用;2013年12月,工信部正式向三大運營商發(fā)放4G運營牌照,目前三大運營商4G基站總計314萬個,占據(jù)全球70%。我國移動通信在最初的1G、2G發(fā)展過程中主要以應(yīng)用為主,處于引進、模仿階段,從3G開始,我國開始跟隨國際潮流,到現(xiàn)在4G全面商用,實現(xiàn)彎道超車。2016世界電信標準化全會(WTSA16)第6次全會上我國的5G標準獲得批準,技術(shù)開始引領(lǐng)全球,實現(xiàn)的移動通信跨越式發(fā)展。
二、5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)
1.新型多天線技術(shù)。多天線技術(shù)是一種提高網(wǎng)絡(luò)可靠性和頻譜效率的有效手段,目前被廣泛用于無線通信的各個領(lǐng)域,如LTE、WLAN等。新型大規(guī)模天線技術(shù)可以實現(xiàn)更高的空間分辨率,多個用戶可利用同一時頻資源進行通信,能夠大幅度提高頻率效率,新型多天線技術(shù)可以降低發(fā)射功率,將波束集中在很窄的范圍內(nèi),能最大限度的減小干擾。
2.高頻段的使用。當前,3GHz以下的頻譜資源已相當緊張,使用高頻段資源可極大的緩解頻譜資源的緊張問題,5G低頻段為3.5GHz,高頻段可能是26GHz。高頻段具有帶寬充足,設(shè)備和天線小,天線增益高等優(yōu)點,但頻率的提升,其損耗、覆蓋范圍、繞射能力等將受影響,需在后續(xù)的研究中加以解決。
3.同時同頻全雙工?,F(xiàn)有的無線通信系統(tǒng),受技術(shù)條件限制,不能實現(xiàn)同時同頻的雙向通信,雙向鏈路通過時間或頻率進行區(qū)分,這造成了資源的極大浪費。同時同頻全雙工技術(shù)可以實現(xiàn)雙向鏈路利用同一頻率資源進行雙向通信,可將資源利用率提高一倍,其頻譜使用更加靈活。全雙工需要解決因接收和發(fā)送信號之間的功率差異造成的自干擾問題。
4.終端直通技術(shù)。傳統(tǒng)的通信組網(wǎng)方式是以基站為中心實現(xiàn)小區(qū)覆蓋,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不具備靈活性,終端直通技術(shù)是一種在系統(tǒng)控制下,允許終端之間通過復(fù)用小區(qū)資源進行直接通信的新型技術(shù)。它能夠增加蜂窩通信系統(tǒng)的頻譜效率,降低終端的發(fā)射功率,實現(xiàn)頻譜資源的高效利用。與傳統(tǒng)蜂窩移動通信技術(shù)相比,終端直通技術(shù)不需通過基站中轉(zhuǎn),減少基站通信負載,節(jié)省通信資源,減少終端能耗。在未來的蜂窩移動通信系統(tǒng)中,終端直通技術(shù)將使某些特定場景下的移動通信變得更為高效、快捷和直接。
5.超密集網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的移動通信技術(shù)為解決無線通信系統(tǒng)的容量通常采取增加小區(qū)部署來提升數(shù)據(jù)傳輸速率,隨著小區(qū)覆蓋范圍的不斷縮小,這種模式難以為繼,需要在一些熱點區(qū)域部署一些低功率的小小基站,形成超密集網(wǎng)絡(luò)。這些低功率節(jié)點部署在宏小區(qū)內(nèi),與宏小區(qū)對室內(nèi)及熱點地區(qū)形成重疊覆蓋,通過回程鏈路直接與核心網(wǎng)相連,為移動用戶進行服務(wù)。…回程鏈路可以使用光纖或數(shù)字用戶線,寬帶接入運營商網(wǎng)絡(luò)。高密度網(wǎng)絡(luò)中資源分配采用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要分為集中-集中和分布-集中兩種。集中-集中式就是各個小小區(qū)將測得的干擾情況上報給本地網(wǎng)關(guān),本地網(wǎng)關(guān)通過某個準則將小小區(qū)分成若干個簇,每個簇內(nèi)選出一個簇頭,由簇頭根據(jù)簇內(nèi)各小區(qū)的資源需求進行分配。分布-集中式是所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過相互之間的信息交互分成若干個簇,每個簇內(nèi)選出簇頭進行資源分配[1]。超密度網(wǎng)絡(luò)的部署,在增大有效接收信號的同時也提升了干擾信號,使得網(wǎng)絡(luò)之間干擾成為制約系統(tǒng)容量增長的主要因素,使其成為一個受限制的系統(tǒng)。如何消除干擾,增強網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)作性都是當前超密集網(wǎng)絡(luò)方面的研究熱點。
結(jié)束語:目前移動通信發(fā)展正處于新一輪技術(shù)與產(chǎn)業(yè)變革的時期,一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的移動通信應(yīng)用模塊正在發(fā)生巨大變革,電信設(shè)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(shù)帶來巨大沖擊;…另一方面5G通信體系架構(gòu)也面臨著潛在的革命性改變,未來5…到10年移動通信技術(shù)勢必進入一個更加快速發(fā)展的時期,隨著研究的不斷深入,5G技術(shù)將在2020年左右正式商用,必將給我們帶來全新的業(yè)務(wù)體驗和快速的移動數(shù)據(jù)傳輸。
參 考 文 獻
[1]王瑩,…繆中宇,…張平.…超高密度網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及研究現(xiàn)狀[J].…北京郵電大學學報,…2015,…38(5):…1-17endprint