簡析5G移動(dòng)通信技術(shù)

馬瞻

移動(dòng)通信是信息時(shí)代的一大代表性技術(shù)，深刻影響著人們的生活以及社會(huì)的發(fā)展，在信息技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，第五代移動(dòng)通信技術(shù)將成為未來移動(dòng)通信的發(fā)展的趨勢(shì)。為此，文章主要就第五代移動(dòng)通信技術(shù)相關(guān)研究問題以及未來發(fā)展做一番分析。

1引言

在科技快速發(fā)展的社會(huì)背景下，工作、生活節(jié)奏愈來愈快，為進(jìn)一步提升時(shí)間利用效率，人們將追求更高質(zhì)量、更大容量和更高速率的通信服務(wù)，而移動(dòng)通信技術(shù)作為信息時(shí)代的新技術(shù)之一，成為了人們實(shí)現(xiàn)美好期望的重要角色?，F(xiàn)階段，4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，在很大程度上方便了人們的生活，但是技術(shù)市場(chǎng)與人們的需求增長規(guī)律相同，都是無止境運(yùn)轉(zhuǎn)的。因此在4G網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)上市且取得良好應(yīng)用效果的情況下，人們就會(huì)想，第五代移動(dòng)通信技術(shù)是否也需要實(shí)現(xiàn)普及？下文就以這個(gè)問題為主要基調(diào)，對(duì)第五代移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)行討論。

2移動(dòng)通信技術(shù)研究發(fā)展歷程

市場(chǎng)是推動(dòng)移動(dòng)通信技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步的重要?jiǎng)恿?，而智能終端的普及與信息技術(shù)的迅猛發(fā)展又為移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展提供了龐大的市場(chǎng)。現(xiàn)在，人們逐漸體會(huì)到通信技術(shù)帶來的好處，并一直在追求更高質(zhì)量的、更先進(jìn)的移動(dòng)通信服務(wù)，這使得人們對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)的需求不斷增加。有數(shù)據(jù)顯示，全球移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量每年都在以翻倍的速度增長，勢(shì)頭十分猛烈，移動(dòng)通信業(yè)研究機(jī)構(gòu)曾以當(dāng)前的移動(dòng)通信發(fā)展速度進(jìn)行了相關(guān)測(cè)算，測(cè)算數(shù)據(jù)表明，至2020年，全球移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量會(huì)超2015年10倍。這說明移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?，移?dòng)通信技術(shù)的市場(chǎng)也是龐大的，而移動(dòng)通信技術(shù)正是在這龐大市場(chǎng)的推動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)了從1G到4G的質(zhì)的飛躍，甚至在不遠(yuǎn)的未來實(shí)現(xiàn)5G的應(yīng)用。

目前，移動(dòng)通信技術(shù)經(jīng)歷了4個(gè)發(fā)展階段，這4個(gè)階段分別是1G、2G、3G和4G，且每一階段都是一次通信技術(shù)的重大變革。其中，第一代通信技術(shù)的基礎(chǔ)是模擬技術(shù)，在模擬技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)出了僅限于語音的蜂窩電話標(biāo)準(zhǔn)，這是移動(dòng)通信技術(shù)基本結(jié)構(gòu)建立的標(biāo)志。第二代移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)是數(shù)字技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)了模擬技術(shù)到數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)化，建立了電路交換架構(gòu)，使終端設(shè)備具備了窄帶數(shù)據(jù)通信這一功能，它極大地優(yōu)化了用戶的通信體驗(yàn)，為用戶提供了除語音通信外的短信與低速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但是這一技術(shù)的缺點(diǎn)是信號(hào)傳輸速度較慢。第三代移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)是一種分組交換的網(wǎng)絡(luò)，在這種分組交換網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上增加了通信功能，較之第二代移動(dòng)通信技術(shù)，第三代移動(dòng)通信技術(shù)的傳輸速度更快，同時(shí)容量也更大，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息、聲音等同時(shí)傳送。而第四代移動(dòng)通信技術(shù)是基于IP協(xié)議的高速移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，4G是移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展史上的一次重大變革，它比3G的傳輸速率更快，容量更大，并且具備了VOLTE通信技術(shù)。4G移動(dòng)通信技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，為人們提供了更加方便、優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)。

3第五代移動(dòng)通信技術(shù)分析

3.1第五代移動(dòng)通信技術(shù)特點(diǎn)

相較于第四代移動(dòng)通信技術(shù)，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量會(huì)更為龐大，聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備數(shù)量也會(huì)更大，較之現(xiàn)在，會(huì)多出100倍左右，人們的通信以及其他上網(wǎng)需求會(huì)得到更大程度滿足。除此之外，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)主要特點(diǎn)是峰值速率也會(huì)大為提高，較之4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的峰值速率會(huì)達(dá)到10 Gbit/s，這一峰值速率是大多數(shù)移動(dòng)終端設(shè)備都能達(dá)到的，且在特定情況下，單獨(dú)某個(gè)用戶的單鏈路速率還會(huì)高于10 Gbit/s。相應(yīng)地，在特殊情況下，部分終端聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的峰值速率也會(huì)低于10 Gbit/s，但這只是極少數(shù)情況。在容量大、速率高的情況下，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源不足問題也會(huì)被放大，其實(shí)頻譜資源不足問題在4G技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用時(shí)也顯現(xiàn)，但是因?yàn)?G對(duì)頻譜效率的要求更高，因此這一問題得到廣泛關(guān)注，要想有效解決這一問題，就需要將5G網(wǎng)絡(luò)的平均速率提升50倍，這樣才能夠滿足用戶的使用要求。除了上述特點(diǎn)外，第五代移動(dòng)通信技術(shù)還具有可靠性高的特點(diǎn)，因?yàn)榛A(chǔ)技術(shù)更加先進(jìn)，因此使用的安全性以及穩(wěn)定性都能得到一定程度的保障，受限制小，不僅能夠滿足用戶的多種用網(wǎng)需求，而且能為用戶提供隨時(shí)隨地的網(wǎng)絡(luò)在線服務(wù)。

3.2第五代移動(dòng)通信技術(shù)關(guān)鍵性技術(shù)分析

第五代移動(dòng)通信技術(shù)的研究是基于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與無線傳輸技術(shù)，只有在無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與無線傳輸技術(shù)獲得完善與進(jìn)步的情況下，才能有效滿足第五代移動(dòng)通信技術(shù)的多種業(yè)務(wù)需求?，F(xiàn)階段，社會(huì)各界對(duì)第五代移動(dòng)通信技術(shù)并沒有提出一個(gè)具體的概念與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，仍處在技術(shù)的探索與開發(fā)階段，但是分析以往經(jīng)驗(yàn)，就不難理解無線傳輸技術(shù)需要更高的效能，無線網(wǎng)絡(luò)需要更高的密度，可以說這2項(xiàng)技術(shù)是業(yè)界普遍認(rèn)可的，是研究第五代通信技術(shù)的關(guān)鍵性所在。如果深入分析，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與無線傳輸技術(shù)如果想為第五代移動(dòng)通信技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用提供全面支持，就需要具備以下特點(diǎn)：首先就無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，第五代移動(dòng)通信技術(shù)成功研發(fā)與應(yīng)用的前提是無線具備更加靈活與智能化的組網(wǎng)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，而現(xiàn)階段，能滿足上述功能要求的就有網(wǎng)絡(luò)密集技術(shù)、新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)以及智能化技術(shù)等。其次就無線傳輸技術(shù)而言，要想無線傳輸技術(shù)為第五代移動(dòng)通信技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用提供全面支持，就需要有效提升頻譜效率，這就意味著無線傳輸技術(shù)方面要不斷創(chuàng)新完善能夠促進(jìn)頻譜效率提升的相關(guān)技術(shù)，而現(xiàn)階段與這一特點(diǎn)相符的技術(shù)有多天線傳輸技術(shù)、高頻段傳輸技術(shù)和同頻全雙工技術(shù)等。基于以上技術(shù)要點(diǎn)，下面對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與無線傳輸技術(shù)做具體分析。

（1）網(wǎng)絡(luò)密集技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)密集技術(shù)是研究5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)，由于5G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量異常龐大，基本上是4G通信網(wǎng)絡(luò)的1 000倍，因此較之4G通信網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)要更加智能化、綜合化和多元化與寬帶化。實(shí)際上，這也是5G通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)研發(fā)目標(biāo)，而要想有效實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要滿足以下技術(shù)要求：一是根據(jù)5G通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量規(guī)模，根據(jù)市場(chǎng)需求，適當(dāng)增加密集網(wǎng)絡(luò)；二是在宏基站處建立規(guī)模龐大的電線，這一舉措的主要目的是獲取更高的室外空間增益，實(shí)現(xiàn)5G通信網(wǎng)絡(luò)的更好研發(fā)與應(yīng)用。但是在實(shí)際研發(fā)中，5G通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主要分布地點(diǎn)是熱點(diǎn)地區(qū)及室內(nèi)，因此比較上述2種技術(shù)，顯然增加更多的密集網(wǎng)絡(luò)更加科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)可行。這是因?yàn)槌芗W(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⒕W(wǎng)輸出端以及輸入端之間的距離最大限度地縮小，進(jìn)而讓網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力得到大幅提升。而網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力得到提升后，終端用戶的使用性能也會(huì)得到很大改善，系統(tǒng)容量也會(huì)獲得最大程度的增加。這也是超密集技術(shù)為什么是5G通信網(wǎng)絡(luò)研發(fā)過程中關(guān)鍵性技術(shù)的原因。

（2）高頻段傳輸技術(shù)

現(xiàn)階段，移動(dòng)通信技術(shù)主要是在3 GHz以下的頻段工作，但是在未來，網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備數(shù)量會(huì)大幅上升，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量也會(huì)有異常情況。在這種情況下，如果不對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的工作頻段作出適當(dāng)調(diào)整，就會(huì)導(dǎo)致頻譜資源不足的情況出現(xiàn)。尤其是對(duì)5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來說，它面向的市場(chǎng)將更為廣闊，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量是異常龐大的，3 GHz以下的頻段根本無法確保其正常工作，要想提升5G通信網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)與應(yīng)用效果，就需要鉆研促進(jìn)頻譜效率穩(wěn)定提升的技術(shù)。同時(shí)，5G通信網(wǎng)絡(luò)一般情況下都是在26.5～300 GHz范圍內(nèi)進(jìn)行工作，這也就意味著它所需要的帶寬為273.5 GHz，這一數(shù)據(jù)是目前移動(dòng)通信技術(shù)所用頻段的10倍左右，因此，在研發(fā)5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)，必須要將毫米波段應(yīng)用其中，利用毫米波段，能夠有效滿足第五代移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)傳輸速率以及終端容量方面的要求。

4 5G移動(dòng)通信技術(shù)的未來發(fā)展

市場(chǎng)以及科學(xué)技術(shù)是促進(jìn)第五代移動(dòng)通信技術(shù)研發(fā)的前提，而移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展則是推動(dòng)第五代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。在市?chǎng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動(dòng)下，不難發(fā)現(xiàn)第五代通信技術(shù)的研發(fā)成功率是極高的，同時(shí)它也具有非常廣闊的發(fā)展前景，在與其他高端通信急速的有機(jī)整合下，5G移動(dòng)通信技將為用戶提供更加高效、便捷和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。結(jié)合現(xiàn)階段移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)際發(fā)展速度分析，在不久的將來，無線通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)能力會(huì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)質(zhì)的飛躍。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是新的無線傳輸技術(shù)會(huì)出現(xiàn)，對(duì)資源的利用效率會(huì)得到更大幅度的提升；二是移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)吞吐率會(huì)得到大幅提高，較之現(xiàn)在會(huì)提高2.5倍左右；三是新的頻率資源可能會(huì)出現(xiàn)，像可見光、毫米波等，這些新資源的出現(xiàn)會(huì)將移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率資源擴(kuò)大。

5結(jié)束語

綜上所述，移動(dòng)通信是信息時(shí)代的一大代表性技術(shù)，在信息技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，第五代移動(dòng)通信技術(shù)將成為未來移動(dòng)通信的發(fā)展與應(yīng)用趨勢(shì)。