移動(dòng)網(wǎng)5G發(fā)展前景

毛曉飛

摘要：隨著4G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展與使用，漸漸的代替了以前的2G和3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信的日常應(yīng)用，移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展也越來(lái)越快速便捷，同時(shí)5G移動(dòng)通信技術(shù)在4G后也逐漸興起。在未來(lái)十年當(dāng)中5G通信技術(shù)也會(huì)代替4G移動(dòng)通信技術(shù)得到大眾的廣泛的應(yīng)用。就現(xiàn)在來(lái)說(shuō)5G移動(dòng)通信還處于一個(gè)探索的階段，相信在不久的將來(lái)它的地位也是不可置否的，而且5G移動(dòng)通信比4G移動(dòng)通信具有傳輸速率快、無(wú)線覆蓋率高、資源利用率高等一些優(yōu)點(diǎn)，而且還有很強(qiáng)的用戶體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)網(wǎng)；5G；發(fā)展前景

導(dǎo)言

近些年來(lái)，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(dòng)通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，中國(guó)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了很大的變化，移動(dòng)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(dòng)通信技術(shù)的逐步實(shí)現(xiàn)，全球正在迅速的向著移動(dòng)通信新時(shí)代邁進(jìn)。

1、5G移動(dòng)技術(shù)概述

5G是第五代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，與以往的四代移動(dòng)通信技術(shù)不同的是5G并不是獨(dú)立存在的，也不是全新的無(wú)線接入技術(shù)，而是在前4代的基礎(chǔ)上增加一些無(wú)線接入技術(shù)而形成的，并實(shí)現(xiàn)與2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)的共存。簡(jiǎn)而言之，5G是一個(gè)真正的融合網(wǎng)絡(luò)。

據(jù)預(yù)測(cè)，在2020年的數(shù)據(jù)流量需求將比2010年的增長(zhǎng)至少一千倍。所以更需要一個(gè)與其相適應(yīng)的移動(dòng)通信技術(shù)，5G通信技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。2015.2國(guó)際電信聯(lián)盟正式啟動(dòng)研究5G標(biāo)準(zhǔn)的工作，預(yù)計(jì)會(huì)在2020年左右完成標(biāo)準(zhǔn)的制定。全球有望公用一個(gè)5G標(biāo)準(zhǔn)，這會(huì)是一個(gè)跨時(shí)代的壯舉。

2、5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1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(wú)線通信的各個(gè)領(lǐng)域，如LTE、WLAN等。新型大規(guī)模天線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更高的空間分辨率，多個(gè)用戶可利用同一時(shí)頻資源進(jìn)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。

2.2高頻段的使用

當(dāng)前，3GHz以下的頻譜資源已相當(dāng)緊張，使用高頻段資源可極大的緩解頻譜資源的緊張問(wèn)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(diǎn)，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。

2.3 D2D通信技術(shù)

D2D通信技術(shù)是指在蜂窩系統(tǒng)下能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)對(duì)等用戶節(jié)點(diǎn)近距離直接傳送數(shù)據(jù)的一種通信方式。5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向，不僅要求數(shù)據(jù)傳送速率快，信道容量大，更加豐富的終端用戶體驗(yàn)，也將成為5G發(fā)展的主要趨勢(shì)。因此，設(shè)備到設(shè)備通信（D2D）將成為5G的關(guān)鍵技術(shù)之一。

D2D通信在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，具有不借助基站自動(dòng)路由（轉(zhuǎn)發(fā)消息）的功能，這樣能很大地降低基站負(fù)擔(dān)，縮小傳輸時(shí)延，從而提高頻譜效率，減小終端的發(fā)射功率。但D2D在帶來(lái)多方面的好處的同時(shí)，技術(shù)問(wèn)題上仍存在著很大的挑戰(zhàn)。比如當(dāng)終端用戶之間的距離不能保證近距離通信時(shí)，如何進(jìn)行蜂窩通信技術(shù)和D2D通信技術(shù)的最優(yōu)選擇問(wèn)題是值得考慮和解決的。

2.4超密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

為了滿足5G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)容量大幅增長(zhǎng)的需求，立體分層網(wǎng)絡(luò)（Hetnet）的密度只會(huì)大量增加，才能使更多的物與物連入網(wǎng)絡(luò)。5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)的前期工作已經(jīng)給出了“三朵云”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，超密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)覆蓋和網(wǎng)絡(luò)容量的單獨(dú)化和優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)由于業(yè)務(wù)需求的靈活性控制承載分離，從而擴(kuò)展控制面板和數(shù)據(jù)面的資源。并且，無(wú)線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)控制基站的超密度，將集中式管理的分離和集群化，從而導(dǎo)致集群內(nèi)區(qū)域間的干擾協(xié)調(diào)，提高網(wǎng)絡(luò)容量，給用戶帶來(lái)更豐富的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

2.5 情感認(rèn)知技術(shù)

未來(lái)5G的發(fā)展趨勢(shì)，將不僅僅承載著人與人的連接，人與物、物與物的連接同樣是現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)5G個(gè)性化，智能化的發(fā)展方向。及時(shí)化，個(gè)性化，前瞻性和適應(yīng)性是情感認(rèn)知技術(shù)的最大特點(diǎn)，通過(guò)移動(dòng)設(shè)備的分析和推理，自動(dòng)為用戶提供可靠適合的選擇。情感認(rèn)知技術(shù)將積極響應(yīng)現(xiàn)代移動(dòng)通信的智能化業(yè)務(wù)需求。

3、5G技術(shù)的發(fā)展新特征

隨著信息時(shí)代的飛速發(fā)展，用戶對(duì)移動(dòng)通信的需求不斷提高。5G的發(fā)展是大勢(shì)所趨，在未來(lái)，我們將會(huì)體驗(yàn)到5G帶給我們的前所未有的新體驗(yàn)。5G技術(shù)主要存在以下幾點(diǎn)特征：

3.1頻譜利用率大大提升，高頻段頻譜資源被更多地利用

目前用于移動(dòng)通信的頻譜資源十分有限，而我國(guó)的頻譜資源是采用一種固定方式分配給各個(gè)無(wú)線電部門(mén)，這更加導(dǎo)致了資源利用的不均衡和低利用率。相對(duì)于4G網(wǎng)絡(luò)，5G的頻譜利用率將會(huì)得到大大提升，并且高頻段資源也會(huì)被適當(dāng)應(yīng)用，以此來(lái)克服這一嚴(yán)峻問(wèn)題。

3.2更大限度支持業(yè)務(wù)個(gè)性化，提供全方位信息化服務(wù)

人們對(duì)移動(dòng)通信的需求趨向于個(gè)性化和層次化，在生活中無(wú)時(shí)無(wú)刻能離開(kāi)通信網(wǎng)絡(luò)。5G網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)之一，即是建設(shè)更為完備的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，提高對(duì)各種新興業(yè)務(wù)的支撐能力，以此為用戶打造全新的通信生活。

3.3通信速率極大提升

信息化時(shí)代在高速發(fā)展，人們對(duì)獲取信息的速率要求越來(lái)越高，這對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率是很大的挑戰(zhàn)。5G網(wǎng)絡(luò)的理論數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到4G標(biāo)準(zhǔn)的百倍，。4G的最高峰值速率為1G，而5G則可以達(dá)到10G。這意味著，在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，一部超高清畫(huà)質(zhì)的電影1秒內(nèi)就可以下載完成。與此同時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)在傳輸中還將呈現(xiàn)出低時(shí)延、高可靠、低功耗等特點(diǎn)。

4、5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展前景

4G是第四代移動(dòng)通信相比3G，4G的帶寬更高，而且能傳輸更高質(zhì)量的視頻和圖像。4G還能以100Mbps的速度下載比撥號(hào)上網(wǎng)要快2000倍左右，并且上傳的速度也能達(dá)到20-50MMbps左右，可以盡力的滿足用戶對(duì)于無(wú)線的要求。4G只是技術(shù)的演進(jìn)而5G是革命性的變革。5G技術(shù)是為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的順勢(shì)發(fā)展，比起之前的2G、3G、4G它有更大的容量和更快的速度還能夠同時(shí)支持多個(gè)的設(shè)備。使用智能手機(jī)或者可以穿戴的設(shè)備以及智慧物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，5G還能夠?qū)崿F(xiàn)更廣的連續(xù)覆蓋，并且能支持更高的移動(dòng)速率，使得“無(wú)處不在，萬(wàn)物可連，萬(wàn)物可控”這種想象轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。5G技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)提供了超大的帶寬而且它的容量是4G的1000倍左右；4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是主要給用戶的智能手機(jī)所打造的，并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的某些需求進(jìn)行優(yōu)先優(yōu)化，跟4G相比5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可以使用數(shù)十倍的設(shè)備，并且它的功耗相比之下低；而且使用4G網(wǎng)絡(luò)不能在手機(jī)上實(shí)時(shí)的在線玩游戲，但是使用5G網(wǎng)絡(luò)卻可以。5G將會(huì)把高速率、大銜接、低時(shí)延、低功耗、萬(wàn)物互聯(lián)發(fā)明的一個(gè)革命性的新系統(tǒng)，而不是只是單單的把速率提高。在科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展推進(jìn)之下，網(wǎng)絡(luò)以及事務(wù)和管控都將會(huì)發(fā)生本質(zhì)行的改動(dòng)，移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)也會(huì)隨之發(fā)生改動(dòng)。

隨著社會(huì)進(jìn)步和科技發(fā)展，人們對(duì)與移動(dòng)通信技術(shù)的需求也日益增強(qiáng)了。因?yàn)?G移動(dòng)通信技術(shù)的出現(xiàn)不僅契合了移動(dòng)通信技術(shù)的順序發(fā)展，而且與4G移動(dòng)通信技術(shù)相比5G的覆蓋性能和系統(tǒng)安全以及傳輸延時(shí)、用戶體驗(yàn)等很多方面都有很明顯的提高。未來(lái)5G系統(tǒng)還具備靈活性和網(wǎng)絡(luò)自感知、自調(diào)整等智能化能力，以應(yīng)對(duì)未來(lái)移動(dòng)信息社會(huì)難以預(yù)計(jì)的快速變化。

結(jié)語(yǔ)

總之，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，5G移動(dòng)通信技術(shù)急需得到開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，有利于提高通信質(zhì)量，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，在將來(lái)一定會(huì)得到健康發(fā)展。應(yīng)用5G移動(dòng)通信技術(shù)，可以增加無(wú)線覆蓋范圍、提高傳輸速度、保證系統(tǒng)安全、增加用戶體驗(yàn)，可以在將來(lái)10年內(nèi)滿足人們對(duì)互聯(lián)網(wǎng)流量增加1000倍的要求。5G移動(dòng)通信技術(shù)也將全面應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，可以有力支持海量傳感設(shè)備和機(jī)器與機(jī)器的通信。5G技術(shù)具有較高的靈活性，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化，在將來(lái)社會(huì)發(fā)展中一定會(huì)發(fā)揮更大的作用。

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