從4G通信技術(shù)發(fā)展看5G

陳春美

（華信咨詢設(shè)計研究院有限公司，杭州 310014）

20世紀70年代后，移動通信技術(shù)迅速發(fā)展，十分注重用戶體驗。隨著通信業(yè)務(wù)的增長及網(wǎng)絡(luò)流量的提高，通信技術(shù)已經(jīng)難以滿足用戶可持續(xù)增長的需求，所以5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的想法則應(yīng)運而生，其能夠為社會大眾提供多樣化的功能服務(wù)，且具有成本低、數(shù)據(jù)傳輸效率快、容量大、高質(zhì)量等顯著優(yōu)勢。

1 從4G看通信網(wǎng)絡(luò)新需求

整體而言，4G網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)大多為全IP化網(wǎng)絡(luò)，所以在一定程度上可以滿足移動通信業(yè)務(wù)的發(fā)展需求。然而，隨著經(jīng)濟社會及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，云計算、社交網(wǎng)絡(luò)、車聯(lián)網(wǎng)等新型移動通信業(yè)務(wù)不斷產(chǎn)生，對通信技術(shù)提出了更高層次的需求。將來，移動通信網(wǎng)絡(luò)將會完全覆蓋我們的辦公娛樂休息區(qū)、住宅區(qū)，且每一個場景對通信網(wǎng)絡(luò)的需求完全不一樣。例如，一些場景對高移動性要求較高，一些場景要求較高的流量密度等，然而對于這些需求4G網(wǎng)絡(luò)難以滿足，所以針對未來用戶的新需求，我們應(yīng)重點探究更加高速、更加先進的移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。

2 5G將帶來什么

2.1 5G簡介

目前，5G通信技術(shù)應(yīng)運而生，當我們感受到4G便捷性時，對新體驗、新技術(shù)的需求也不斷增長，而未了能夠掌握到最新的技術(shù)，切實迎合人們所需，相關(guān)研究所及企業(yè)致力于5G技術(shù)的研究。簡而言之，分析現(xiàn)階段研究趨勢得知，相比于4G，5G擁有更密集的微基站、更短的毫米波技術(shù)、更高速的寬帶技術(shù)等優(yōu)勢，如表1所示：

表1 4G與5G的區(qū)別

2.2 5G關(guān)鍵技術(shù)分析

2.2.1 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系，大大縮小了各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點同終端之間的距離，使得頻譜效率及功率不斷得以提高，各種接入技術(shù)能夠靈活地同通信業(yè)務(wù)相融合[1]。5G網(wǎng)絡(luò)中，怎樣解決同一種無線接入技術(shù)之間產(chǎn)生的同頻部署干擾或者不同覆蓋層次之間的干擾所引起的性能損傷等問題均是思考的重點。同時，如果隨意關(guān)閉或開啟大量節(jié)點，則會造成通信業(yè)務(wù)空間及時間分布出現(xiàn)混亂的現(xiàn)象，所以應(yīng)重點思考適應(yīng)這種動態(tài)變化的先進技術(shù)?；诖?，為了能夠?qū)Τ杀具M行有效控制，可采用無線回傳傳輸技術(shù)，不僅可為終端系統(tǒng)提供服務(wù)，而且還服于各個節(jié)點。

2.2.2 認知無線電技術(shù)

認知無線電，英文簡稱為CR，其核心思想是系統(tǒng)具備學習能力，對于授權(quán)用戶的存在可予以感知，在接入可用資源上主要為機會式，把沖突的發(fā)生降至最低或?qū)ζ溥M行限制[2]。若在蜂窩異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用認知無線電，則低功率節(jié)點便能夠乘此機會把宏基站的可用資源給占用，即使沒有授權(quán)也可以，具有靈活高效的特點。普遍認為，在軟件無線電以后，無線通信技術(shù)的“另一家大事”就是認知無線電技術(shù)，所以對其的關(guān)注度非常高?，F(xiàn)階段，雖然認知無線電還正在研究，還需要攻克技術(shù)與應(yīng)用等多方面的難關(guān)，但隨著日益深入的科學研究，認知無線電技術(shù)一定可通過自身在動態(tài)頻譜使用方面的優(yōu)勢和蜂窩異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場景結(jié)合所帶來的巨大潛能，勢必會在5G無線通信領(lǐng)域綻放異彩。

2.2.3 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)

通信業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)流量的急劇增長是5G時代面臨的一個主要問題，因此現(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)運營商的當務(wù)之急便是對大流量內(nèi)容進行分發(fā)，把用戶時延降低。所以，在容量與用戶體驗上，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)揮的作用巨大，其實質(zhì)為一個智能虛擬網(wǎng)絡(luò)，利用CDN系統(tǒng)把用戶所需信息提供給他們，將傳送時間縮短。關(guān)于CDN網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架如圖1所示，源服務(wù)器向代理服務(wù)發(fā)送內(nèi)容，便能夠使用戶就近獲取內(nèi)容，促進用戶體驗效果的提升[3]。

圖1 CDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3 結(jié)束語

整體而言，社會大眾十分期待5G技術(shù)，從1G到4G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)時代下我們享受到的便捷不只是機遇，而且還是挑戰(zhàn)。5G技術(shù)的產(chǎn)生是有效改善資源大量浪費的通信技術(shù)，且可有力推動新行業(yè)的產(chǎn)生與發(fā)展，為社會經(jīng)濟的發(fā)展注入新鮮的活力。