5G移動通信技術初探

王瑩

摘 要：本文介紹了5G移動通信技術與過去的幾代通用型技術存在的差異，涵蓋了5G技術的特點和應用場景，重點闡述 了5G移動通信技術包含的三大服務和四個主要的賦能工具，根據(jù)5G的發(fā)展現(xiàn)狀以及移動通信行業(yè)對5G的訴求分析了5G的發(fā)展趨勢。5G移動通信技術與過去的幾代通用型技術存在著較大的差異。因此不能夠使用以往的通用型方法對其下定義，只能從其所提供的一般服務以及賦能工具兩個方面入手對其進行總結(jié)。

關鍵詞：三大服務 賦能工具 技術特點

中圖分類號：TN99.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）06（c）-0017-02

Abstract： This paper introduces 5 g mobile communication technology with the past generations of universal technical differences， covers 5 g technology characteristics and application scenarios， expounds the 5 g mobile communication technology contains three major services and assignment of the four main tools， according to the current development of 5 g and the mobile communication industry demands of 5 g analyzed the development trend of 5 g.

Key Words： Three services； Enabling tools； Technical features

移動通信的出現(xiàn)和進化既有內(nèi)部要素也有外部要素，移動通信的內(nèi)部原因是技術的變化改革，外部原因在于用戶對通信的需求。在市場經(jīng)濟條件下，需求日益成為經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)品進步的主要原因。近年來，移動通信技術的發(fā)展非常迅速，各種新技術和標準的出現(xiàn)令人眼花繚亂。

1 5G移動通信技術包含的三大服務

（1）增強移動寬帶（eMBB），提供極高的數(shù)據(jù)速率和低時延通信，以及極端的覆蓋能力。支持不同設備可以在同一時間傳輸大量的數(shù)據(jù)。可以應用在VR和AR還有社交網(wǎng)絡上，可以給用戶帶來更好的體驗。

（2）海量機器類通信（mMTC），為數(shù)以百億計的網(wǎng)絡設備提供無線連接。mMTC將在6GHz以下的頻段發(fā)展，同時應用在大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)上，較可見的發(fā)展是NB-IoT。以往普遍的Wi-Fi、Zigbee、藍牙等，較屬于家庭用的小范圍技術，回傳線路（Backhaul）主要都是靠LTE，近期隨著大范圍覆蓋的NB-IoT、LoRa等技術標準的出爐，可望讓物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展更為廣泛。

（3）超高可靠低時延通信（uRLLC），提供超可靠低時延通信連接的網(wǎng)絡服務。要求包括極高的可用性、極低的時延和可靠性。例如：V2X通信和工業(yè)制造應用?？煽啃院偷蜁r延優(yōu)先于對數(shù)據(jù)速率的要求。

一般的5G服務不需要采用相同的空中接口。選擇的形式取決于設計和5G服務的組合?；贠FDM的靈活的空中接口更適合xMBB服務，而新的空中接口，例如：FBMC和UF-OFDM或許更適合uMTC服務，這些服務需要快速的同步?？罩薪涌诤蜻x技術包括OFDM、UF-OFDM和FBMC。

2 5G移動通信技術主要包含的四個主要的賦能工具

（1）動態(tài)無線接入網(wǎng)絡提供無線接入網(wǎng)絡從而適應用戶需求和5G業(yè)務組合的時空變化。動態(tài)無線接入網(wǎng)絡同時協(xié)同其他元素，例如：①超密網(wǎng)絡；②移動網(wǎng)絡（游牧節(jié)點和移動中繼節(jié)點）；③天線波束；④作為臨時接入節(jié)點的終端設備；⑤作為接入和回傳使用的D2D通信鏈接。

（2）極簡系統(tǒng)控制面，提供新的極簡控制信令，確保時延和可靠性，支持頻譜的靈活性，允許數(shù)據(jù)面和控制面分離，支持大量多種具有不同能力的終端，并確保高能效性能。

（3）內(nèi)容本地化和數(shù)據(jù)流，允許實時和緩沖內(nèi)容的分流、匯聚和分發(fā)。這些操作的本地化降低了時延和回傳的負載，同時提供匯聚功能，如傳感器信息的本地匯聚。

（4）頻譜工具箱提供了一套解決方案，允許5G一般服務可以在不同的管理框架、頻譜使用/共享的條件下在不同頻段部署。

在服務和賦能工具之間存在重疊部分，根據(jù)最終設計決定，有些功能或許既屬于服務，也是賦能工具。然而，系統(tǒng)設計的期望是實現(xiàn)盡可能多的公共功能，而不會引起不可接受的性能下降，同時最小化系統(tǒng)設計復雜度。LTE演進在5G將起到重要作用，尤其是提供廣域覆蓋方面。LTE演進可以被視為另一個5G通信服務。5G系統(tǒng)可以被工作定義為一個可以提供一般服務的公共網(wǎng)絡，同時靈活支持不同的服務組合。

5G網(wǎng)絡具有超高帶寬和超低延遲的特點，能夠擴大現(xiàn)場觀眾和活動參與者的視覺界限，給予他們更棒的現(xiàn)場體驗。通過5G，觀眾可以調(diào)至一個微型頻道，收聽一位當?shù)厥軞g迎體育解說員進行的實況報道。而5G網(wǎng)絡更快速、功能更強大的一個原因就在于所謂的邊緣計算，它能使數(shù)據(jù)處理和分析在距離需求更近的地方進行，比如：活動現(xiàn)場和周圍。5G網(wǎng)絡的處理能力有助于降低往來于中央數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)在處理和分析時出現(xiàn)的延遲。

隨著2018年6月13日3GPP全會批準了第五代移動通信技術標準獨立組網(wǎng)功能凍結(jié)，加之2017年12月完成的非獨立組網(wǎng)NR標準，5G已經(jīng)完成第一階段全功能標準化工作，進入了產(chǎn)業(yè)全面沖刺新階段。此次SA功能凍結(jié)，不僅使5G NR具備了獨立部署的能力，也帶來全新的端到端新架構(gòu)，賦能企業(yè)級客戶和垂直行業(yè)的智慧化發(fā)展，為運營商和產(chǎn)業(yè)合作伙伴帶來新的商業(yè)模式，開啟一個全連接的新時代。

5G將帶來移動通信行業(yè)的大拓展，并將成為我們經(jīng)濟、社會以及個人活動中越來越重要的一個元素。正因為5G新空口和核心網(wǎng)的全新、出色的能力，5G系統(tǒng)為多樣化服務的商用鋪平了道路。全新的5G系統(tǒng)將為全新的商業(yè)模式提供不間斷的“專屬”服務。與4G及其他幾代移動通信不同的是，5G可以根據(jù)各種業(yè)務的不同訴求，提供非常明確的個性化通信服務。

兩年前，5G在大家看來還只是一個愿景，甚至只是一場炒作，但伴隨著Rel-15標準的完成，3GPP在短時間內(nèi)讓5G成為了可能。5G的這一套標準不僅為用戶提供了更高的數(shù)據(jù)速率和帶寬，同時也通過開放、靈活的設計滿足了不同行業(yè)的通信需求——5G將是多樣化產(chǎn)業(yè)的整合平臺。

參考文獻

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