5G移動通信關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展前景分析

楊 銳

(江蘇省通信服務(wù)有限公司,江蘇 南京 210000)

0 引言

目前,5G移動通信技術(shù)成為國內(nèi)外通信行業(yè)關(guān)注的焦點。5G移動通信技術(shù)在頻譜利用率、傳輸速度等方面極具優(yōu)勢,可為用戶提供安全體驗。然而,5G移動通信技術(shù)更注重發(fā)展技術(shù),注重提高網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能力及自身資源利用率。所以,針對5G關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究極具必要意義。

1 5G移動通信的特點

5G移動通信技術(shù)的特點主要體現(xiàn)在:(1)相比4G通信網(wǎng)絡(luò),5G通信系統(tǒng)對資源的利用率更高,是4G通信網(wǎng)絡(luò)的10倍。(2)在引入新體系結(jié)構(gòu)以及智能化技術(shù)后,5G通信系統(tǒng)吞吐率有所提升。(3)5G移動通信技術(shù)會為用戶帶來超強(qiáng)的體驗,具有良好的性能。(4)5G移動通信系統(tǒng)在通信業(yè)務(wù)方面極其關(guān)注室內(nèi)移動,可確保系統(tǒng)在無線覆蓋性能等方面有所改善。(5)5G通信系統(tǒng)引入了諸多高頻段頻譜資源,具有超強(qiáng)的電波穿透力。

2 5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 SON技術(shù)

在運(yùn)營5G移動通信網(wǎng)絡(luò)時,維護(hù)與部署是必要的手段,需要由專業(yè)的技術(shù)人員負(fù)責(zé)。SON技術(shù)的應(yīng)用極具優(yōu)勢,既能節(jié)約人力、物力及財力,又能減少對各種資源的應(yīng)用,妥善處理人工難以配置和優(yōu)化的各種網(wǎng)絡(luò)問題。在應(yīng)用SON技術(shù)后,可全面保障網(wǎng)絡(luò)的智能運(yùn)行,全面維護(hù)網(wǎng)絡(luò)以及部署網(wǎng)絡(luò),提高5G移動通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度。

2.2 SDN技術(shù)

SDN技術(shù),實則就是通過軟件調(diào)整5G網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)化5G網(wǎng)絡(luò)。這種技術(shù)能夠令設(shè)備越來越精簡,操作過程更簡單、便捷,具有超強(qiáng)的靈活性特點。SDN技術(shù)能夠有效控制管理網(wǎng)絡(luò),改善移動傳輸質(zhì)量,并且全面完善網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境,真正提高無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用效果。最近幾年,SND技術(shù)在研究方面已經(jīng)取得了顯著的成果,但是依舊存在一些問題,急需有關(guān)人員加以研究,并迅速解決?，F(xiàn)階段,SDN切換技術(shù)并不理想,在狀態(tài)評估時缺乏精準(zhǔn)性,資源分配極其不均衡。

2.3 D2D技術(shù)

D2D技術(shù)可應(yīng)用于補(bǔ)充蜂窩系統(tǒng),真正實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)流量效果。D2D技術(shù)的應(yīng)用可以精簡資源,并減少外界對無線通信數(shù)據(jù)帶來的干擾,進(jìn)而全面提高數(shù)據(jù)傳輸速率,降低傳輸成本。同時為了全面發(fā)揮D2D技術(shù)優(yōu)勢,還要潛心研究通信實時性及無線資源管理等要點,保障5G無線通信網(wǎng)絡(luò)全面發(fā)展。

2.4 異構(gòu)超密集部署分析技術(shù)

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有多元化特點及綜合性特點,智能化程度相對更高一些,這也是5G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的優(yōu)勢所在。在5G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展時,其低功率節(jié)點數(shù)量會明顯增長,這樣便可以滿足網(wǎng)絡(luò)流量增長需求,達(dá)到超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)效果。異構(gòu)超密集部署分析技術(shù)是5G移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的核心技術(shù),5G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在發(fā)展時,需要設(shè)置諸多節(jié)點,所設(shè)計的站點要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出4G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的站點,且要高出10倍左右。每一個站點與站點間的距離極其密集化,不可超過10 m,這樣才能增強(qiáng)站點覆蓋率,在1 km的范圍內(nèi)足足可以為2萬用戶提供移動網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)。異構(gòu)超密集部署分析技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢,可真正達(dá)到“一對一”服務(wù)效果[1]。

然而,由于部署的站點數(shù)量偏多,終端和節(jié)點間的距離則會明顯縮短,這也代表著其應(yīng)用功率會大幅度提升。前文已詳細(xì)介紹了異構(gòu)超密集部署分析技術(shù)的優(yōu)勢,但其也存在一定的弊端。由于布置站點越多、距離越短,也就代表著介質(zhì)互聯(lián)設(shè)備的物理布局會更加復(fù)雜,很容易誘發(fā)網(wǎng)絡(luò)不兼容等問題。為此,在發(fā)展5G移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)時,就要解決這些干擾問題,尤其要嚴(yán)格控制同頻率網(wǎng)絡(luò)干擾、共享頻譜干擾以及層次干擾等。

3 5G移動通信的未來發(fā)展

目前,5G移動通信已經(jīng)成為下一代移動通信的關(guān)鍵載體,對未來經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展極具特殊意義。伴隨信息化時代的成熟與發(fā)展,人們也對5G通信技術(shù)提出了全新要求。為此,分析5G移動通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,儼然已刻不容緩。在分析5G移動通信發(fā)展現(xiàn)狀時,需要密切關(guān)注技術(shù)的發(fā)展,這樣才能對其未來的發(fā)展方向進(jìn)行全面探討[2]。

3.1 5G移動通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

移動通信主要指移動體間的通信,或者是移動體和固體之間的通信。例如,在現(xiàn)代生活中,智能手機(jī)已經(jīng)成為人們必不可少的工具,智能手機(jī)就是極其經(jīng)典的移動通信。

4G通信技術(shù)的通信傳輸速率最高峰值達(dá)到了75 Mb/s,可以滿足當(dāng)代人對移動通信的具體應(yīng)用要求。伴隨信息化系統(tǒng)規(guī)模的日漸擴(kuò)大,信息化系統(tǒng)在人們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮的作用越來越明顯了。信息化系統(tǒng),可以為人們提供超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。但是,在其正常工作時,需要得到通信網(wǎng)絡(luò)的支持。為此,信息化系統(tǒng)需要擁有超強(qiáng)的通信數(shù)據(jù)傳輸速率。

為了切實滿足信息化技術(shù)發(fā)展需求,人們正在潛心研究5G移動通信技術(shù)。日前,5G移動通信技術(shù)已經(jīng)開始商用了。早在2018年,韓國KT,SK等迅速發(fā)展,5G服務(wù)已經(jīng)在韓國部分地區(qū)正式推出使用了,這也標(biāo)志著5G移動通信服務(wù)在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)了商用,隨即會掀起大范圍的商用潮流[3]。在此過程中,5G移動通信也逐漸暴露出了一些不足,急需相關(guān)技術(shù)人員潛心研究,并解決其存在的問題。

3.2 5G移動通信技術(shù)的未來發(fā)展方向

在未來社會發(fā)展之際,5G移動通信技術(shù)與信息化系統(tǒng)終將實現(xiàn)完美融合。在這一個過程中,需要針對5G移動通信技術(shù)的未來發(fā)展方向加以調(diào)整。信息化系統(tǒng)要充分發(fā)揮自身優(yōu)勢,與其他工作系統(tǒng)進(jìn)行全面交流。為此,信息化系統(tǒng)對移動通信技術(shù)的信息傳輸速率以及穩(wěn)定性、安全性等提出了全新要求。相比4G移動通信技術(shù),5G移動通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率有所提高。然而,由于部分地區(qū)存在技術(shù)制約,在5G移動通信技術(shù)投入商用使用時,其數(shù)據(jù)傳輸速率遭到限制?；诖?全面提高5G移動通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率,已經(jīng)成為相關(guān)工作人員未來的研究方向。

在5G移動通信技術(shù)發(fā)展時,其信號穩(wěn)定性以及應(yīng)用安全性,也廣受人們關(guān)注。相比傳統(tǒng)信號基站,5G移動通信信號傳輸基站存在一定缺陷,需要重新建設(shè)信號基站。然而,在建設(shè)信號基站時,其布局終將會影響信號傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性,這就要求采用科學(xué)技術(shù)增強(qiáng)5G移動通信技術(shù)安全性和穩(wěn)定性,并重新設(shè)置信號基站的布局,這樣才能保障5G移動通信技術(shù)在未來順利發(fā)展,并持續(xù)保留安全應(yīng)用狀態(tài)。

4 5G移動通信系統(tǒng)發(fā)展展望

5G移動通信技術(shù)將成為時代通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的大勢所趨,擁有非常良好的發(fā)展前景。5G移動通信技術(shù)既能優(yōu)化無線設(shè)備通信方法,還能進(jìn)一步影響手機(jī)應(yīng)用性能、汽車應(yīng)用性能,終將創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4.1 萬物互聯(lián)

4G網(wǎng)絡(luò)的成熟發(fā)展,已經(jīng)衍生了“智能家居行業(yè)”,但該行業(yè)起步偏晚。4G技術(shù)雖然成熟發(fā)展,但是和萬物互聯(lián)間仍存在一定差距。然而,若能全面發(fā)展5G技術(shù),便可應(yīng)用其超大流量以及極短延時、低耗能等優(yōu)勢,真正達(dá)到萬物互聯(lián)需求。在未來發(fā)展中,5G技術(shù)可以推動互聯(lián)網(wǎng)的迅速成長,并且將其應(yīng)用到自動化及交通行業(yè)中,真正打造全世界的萬物互聯(lián)。

4.2 生活云端化

在全面進(jìn)入5G時代,用戶可在隨時隨地播放4K視頻,甚至是8K視頻,云技術(shù)也會隨之取得突破性發(fā)展,這些均會改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)方式及生活狀態(tài)。與此同時,網(wǎng)絡(luò)環(huán)境呈現(xiàn)出高速率特點,硬盤終將會被云盤取代,所有用戶在不受時間和空間的限制下,就可以向云端傳送大型文件。此外,在5G移動通信技術(shù)發(fā)展后,5G云化發(fā)展方向越來越明晰了,實現(xiàn)了從中心云到邊緣云的過渡,最終形成了移動設(shè)備云。在智能設(shè)備日益普及后,人們對移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求量和依賴度越來越明顯了,為了能切實增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)速度,就可以通過無線網(wǎng)絡(luò)信息為人們帶來更多關(guān)聯(lián)服務(wù),從而強(qiáng)化體驗。另外,5G移動通信技術(shù)還能為人們儲存大量資源,令其隨時隨地從移動設(shè)備云中下載資源、儲存資源。

4.3 促成智能交互

5G技術(shù)具有良好的數(shù)據(jù)吞吐量及數(shù)據(jù)處理效率、質(zhì)量,可以真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換以及人工智能交互等要求。同時,由于5G技術(shù)延遲時間偏短,可以達(dá)到良好的遠(yuǎn)程醫(yī)療效果、智慧城市效果、無人駕駛效果以及虛擬現(xiàn)實效果。在未來,智能交互應(yīng)用范圍越來越廣泛了,涉及橋梁建筑、汽車監(jiān)控、電器以及門鎖等多方面。另外,當(dāng)今社會各行各業(yè)的人士高度關(guān)注5G移動通信技術(shù),并致力應(yīng)用其來建設(shè)社會以及監(jiān)管城市,這足以見得5G移動通信技術(shù)將促成智能交互,為打造良好社會及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展奉獻(xiàn)巨大力量。

5 結(jié)語

伴隨我國通信技術(shù)的迅速成長,通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積越來越大,用戶數(shù)量越來越多,要求也隨之增加,用戶已經(jīng)不再滿足4G移動通信技術(shù)帶來的體驗了。為了能切實增強(qiáng)客戶體驗,提高客戶服務(wù)效率,諸多運(yùn)營商日漸關(guān)注5G移動通信技術(shù),在5G移動通信技術(shù)研究方面,投入了大量財力、物力及人力,希望通過5G移動通信技術(shù)能實現(xiàn)萬物互聯(lián)與智慧云端。