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【摘要】:5G移动通信将是未来移动行业的趋势和目标,这是因为5G移动通信将会拥有更先进的设计理念,大大提升移动通信的性能,达到降低能耗和运营成本的目的。作为移动通信的风向标,5G移动通信的发展趋势主要表现在大幅度提高资源利用率、系统的吞吐率等方面,而保障其顺利发展的关键技术在于大规模多输入多输出、D2D、超密集网络技术,以及同时同频全双工技术等。
【关键词】:5G 移动通信;发展趋势;关键技术
引言
移动通信的发展与科学技术的发展是分不开的。随着科技的进步,移动通信也在迅速更新,从2G到4G,也仅仅用了几年的时间。以此速度,5G移动通信也会在不久的将来流行开来。5G是第五代移动通信技术的简称,是基于第四代移动通讯技术基础上发展而来的。2013年,METIS项目顺利启动,我国参与5G技术推动工作,5G技术也作为重要的国家计划被列入“863”计划。尽管5G移动通信技术还尚未正式出台官方标准,也没有电信公司或政府部门对此作出规范准则,但是,就目前的形式来看,5G移动通信技术一定会迅速流行开来。
一、5G移动通信技术发展的特点
5G移动通信技术相对于之前的移动通信技术来说,需要更高的频谱利用率,更先進的设计理念,随之带来的是通信系统性能的提高,以及能耗和运营成本的大大降低。
1.1先进的设计理念
传统移动通信设计理念主要是用于人际沟通,电话、短信、E-mail等工具性能较强。但是随着定位的更加精准化,5G移动通信技术更注重室内无线网络的覆盖,主要包括办公室和家庭中,这就要求小区域范围内的网络设计理念要更加强化。
1.2通信系统性能大大提高
之前的移动通信系统,关键目标在于点对点的物理传播,以及信息编译码的呈现形式。随着5G移动通信技术即将来临,它更倾向于广泛形式的多对多、多用户,以及小范围的团体合作,组建局部网络。将重点放在优化通信系统性能方面,以更人性化的技术为用户服务。
1.3低能耗和低运营成本
5G移动通信技术可以说是更加智能化,也就是说,这时期的移动通信技术更加注重“软性配置”,即网络资源是运营商根据动态变化的流量而做出反应。这种低成本的运营方式,可以实时监控流量使用,并盡可能的降低不必要的能耗,保证用户的实用性。
二、5G移动通信发展趋势
互联网时代的到来,以及我国大力提倡“互联网+”战略,为即将飞速发展的5G移动通信提供了动力。4G移动互联网的飞速发展会成为未来移动通信的基础,但是要在这一基础上做出更高的质量保证。5G移动通信技术最主要的目标是适应移动互联网的快速发展,以“内容+形式”的创新更好的服务于当下社会。就目前的发展趋势推测,5G移动通信技术在将来会做出重大的改变。
2.1大幅度提高资源利用率
我国通信业目前面临的问题之一是资源利用率很低,无效资源占据较大空间,这就导致资源消耗大,移动通信发展的成本较高。而5G移动通信技术的到来,将关注的焦点放在大幅度提高资源利用率上,若是能够攻克核心技术,那么5G移动通信技术的资源利用率会比4G移动通信技术高出大概10倍左右。
2.2大幅度提高系统的吞吐率
系统吞吐率指的是单位时间内通过信道成功交付数据的平均速率,一般以bit/s计算。吞吐率很大程度上代表一个系统的测试性能。3G或4G时代,由于受到各种低效率软件的影响,因此,即使是10bit的线路,吞吐率可能只有1/5。5G移动通信技术也会大大增强移动通讯的吞吐率,强化新体系的构建和智能化能力的提升,争取达到带宽等于吞吐率的效果。
2.3大幅度拓宽频率资源
移动通信频率知识的载波所在的频率范围,与移动通信运营公司是分不开的。在我国,中国移动、中国电信、中国联通的频率各不相同,常见的大概有1800MHz~1900MHz。随着移动通信技术的快速发展,移动通信的频率需要得到拓宽,尽管频段高会降低穿透力,但随着通信技术的大力发展,这一难题也会得到某种程度的克服,5G移动通信技术完全可以在高频段使用。
三、5G移动通信发展的关键技术
从2G技术、3G技术到4G技术的发展,可以看出,技术本身也呈现一种相对复杂性,以此来看,5G技术的技术复杂性会更强,并且在关键技术的应用方面存在较高的难度系数。因此,知晓关键技术,并把主要的精力用于关键技术的攻克和发展才是最重要的。
3.1大规模多输入多输出技术
多输入多输出技术英文为“Multi-input Multi-output”,简称为“MIMO技术”。大规模MIMO技术实际上是MIMO技术的升级版,原理是发射基站的多个无线通信系统独立发送信号,又同时接收多个天线信号,并能够复原信息的技术。传统的通信方式主要是通过基站与手机之间单天线的电磁传播进行的,而大规模天线阵列是基于多用户波束成形的原理,也就是基站拥有多根天线,可以自动调节以找到最佳的相位,达到最好的接收效果,最终达到提高接收信号强度的目的。大规模MIMO技术有很多优势,最重要的是能够适应5G移动通信的趋势,大大提高无线信息的传输距离和接收范围,对于用户来说,这是绝佳的上网体验。
3.2 D2D技术的应用
D2D技术是英文Device-to-Device的简称,官方说法是蜂窝通信。在传统的网络通信中,用户之间的直接通信是不被允许的,因为这种技术对于频谱的利用率较低。但是,随着5G通信技术的广泛应用,需要不断提升无线通信的性能,以及提升用户好感度、舒适度,蜂窝通信应用正好顺应了这一趋势,获得推广应用。
D2D技术在我国应用时间已经8年左右,发展速度很快,华为、小米等通信公司也获得了相关的专利授权。如今,D2D技术已经成为面向5G的关键技术,发展前景也受到官方的关注,相信不久的将来,D2D技术将在移动互联网的应用中发挥重要的作用。
3.3超密集网络技术
5G移动通信技术的未来应用,应该是多元化、智能化的。随着电子设备的无限普及,数据流量的使用也会呈现直线上升的趋势。因此,超密集的网络技术成为局部网主力的主要手段,这包括无线传输的站点的增加,无线传输站点距离缩小。超密集网络技术不仅能够大大改善网络覆盖的大环境,减轻网络的干扰度,更能够集中高效的进行频率复用。
3.4同时同频全双工技术
同时同频全双工技术是5G移动通信发展的关键技术之一,主要是让发射机和接收机同时工作,高效利用所占用的频率资源。3G或者4G的设备发射和接收频率是分时模式和分频模式,主要是为了避免发射信号对其他时间段的干预,但这大大降低了设备的使用效率。5G移动通信时代,将分时分频模式改为同时同频的全双工技术,需要克服其他频率的干扰,以及数字干扰的问题,利用技术手段改变上下行的频率和时间,能够极大提高系统的吞吐量。运用得当,同时同频全双工技术将会在5G移动通信中发挥重要的作用。
结语
2020年以后,5G移动通信技术将会商业化,那时候,一分钟下载一部高清电影必将成为现实。为了适应当下的趋势,一些有预见性的通信公司纷纷开始推进移动网络的大力发展。这不仅能够促进未来移动互联网的经济效益,切割市场蛋糕,而且能够满足用户对未来移动互联网业务的需求度,并且给用户带来全新的体验。不过,目前来看,5G移动通信技术还处于起步发展阶段,相关政策发布和关键技术研究还处于探索阶段,相信近几年时间里,5G移动通信将会引领移动通信界的新变革。
参考文献:
[1]方箭,李景春,黄标,冯岩.5G频谱研究现状及展望[J].电信科学,2015(12):329.
[2]王志勤,罗振东,魏克军.5G业务需求分析及技术标准进程[J].中兴通讯技术,2014(04):02-04.
[3]王新玲.面向5G移动网络绿色通信关键技术研究[D].四川:电子科技大学,2015.
【关键词】:5G 移动通信;发展趋势;关键技术
引言
移动通信的发展与科学技术的发展是分不开的。随着科技的进步,移动通信也在迅速更新,从2G到4G,也仅仅用了几年的时间。以此速度,5G移动通信也会在不久的将来流行开来。5G是第五代移动通信技术的简称,是基于第四代移动通讯技术基础上发展而来的。2013年,METIS项目顺利启动,我国参与5G技术推动工作,5G技术也作为重要的国家计划被列入“863”计划。尽管5G移动通信技术还尚未正式出台官方标准,也没有电信公司或政府部门对此作出规范准则,但是,就目前的形式来看,5G移动通信技术一定会迅速流行开来。
一、5G移动通信技术发展的特点
5G移动通信技术相对于之前的移动通信技术来说,需要更高的频谱利用率,更先進的设计理念,随之带来的是通信系统性能的提高,以及能耗和运营成本的大大降低。
1.1先进的设计理念
传统移动通信设计理念主要是用于人际沟通,电话、短信、E-mail等工具性能较强。但是随着定位的更加精准化,5G移动通信技术更注重室内无线网络的覆盖,主要包括办公室和家庭中,这就要求小区域范围内的网络设计理念要更加强化。
1.2通信系统性能大大提高
之前的移动通信系统,关键目标在于点对点的物理传播,以及信息编译码的呈现形式。随着5G移动通信技术即将来临,它更倾向于广泛形式的多对多、多用户,以及小范围的团体合作,组建局部网络。将重点放在优化通信系统性能方面,以更人性化的技术为用户服务。
1.3低能耗和低运营成本
5G移动通信技术可以说是更加智能化,也就是说,这时期的移动通信技术更加注重“软性配置”,即网络资源是运营商根据动态变化的流量而做出反应。这种低成本的运营方式,可以实时监控流量使用,并盡可能的降低不必要的能耗,保证用户的实用性。
二、5G移动通信发展趋势
互联网时代的到来,以及我国大力提倡“互联网+”战略,为即将飞速发展的5G移动通信提供了动力。4G移动互联网的飞速发展会成为未来移动通信的基础,但是要在这一基础上做出更高的质量保证。5G移动通信技术最主要的目标是适应移动互联网的快速发展,以“内容+形式”的创新更好的服务于当下社会。就目前的发展趋势推测,5G移动通信技术在将来会做出重大的改变。
2.1大幅度提高资源利用率
我国通信业目前面临的问题之一是资源利用率很低,无效资源占据较大空间,这就导致资源消耗大,移动通信发展的成本较高。而5G移动通信技术的到来,将关注的焦点放在大幅度提高资源利用率上,若是能够攻克核心技术,那么5G移动通信技术的资源利用率会比4G移动通信技术高出大概10倍左右。
2.2大幅度提高系统的吞吐率
系统吞吐率指的是单位时间内通过信道成功交付数据的平均速率,一般以bit/s计算。吞吐率很大程度上代表一个系统的测试性能。3G或4G时代,由于受到各种低效率软件的影响,因此,即使是10bit的线路,吞吐率可能只有1/5。5G移动通信技术也会大大增强移动通讯的吞吐率,强化新体系的构建和智能化能力的提升,争取达到带宽等于吞吐率的效果。
2.3大幅度拓宽频率资源
移动通信频率知识的载波所在的频率范围,与移动通信运营公司是分不开的。在我国,中国移动、中国电信、中国联通的频率各不相同,常见的大概有1800MHz~1900MHz。随着移动通信技术的快速发展,移动通信的频率需要得到拓宽,尽管频段高会降低穿透力,但随着通信技术的大力发展,这一难题也会得到某种程度的克服,5G移动通信技术完全可以在高频段使用。
三、5G移动通信发展的关键技术
从2G技术、3G技术到4G技术的发展,可以看出,技术本身也呈现一种相对复杂性,以此来看,5G技术的技术复杂性会更强,并且在关键技术的应用方面存在较高的难度系数。因此,知晓关键技术,并把主要的精力用于关键技术的攻克和发展才是最重要的。
3.1大规模多输入多输出技术
多输入多输出技术英文为“Multi-input Multi-output”,简称为“MIMO技术”。大规模MIMO技术实际上是MIMO技术的升级版,原理是发射基站的多个无线通信系统独立发送信号,又同时接收多个天线信号,并能够复原信息的技术。传统的通信方式主要是通过基站与手机之间单天线的电磁传播进行的,而大规模天线阵列是基于多用户波束成形的原理,也就是基站拥有多根天线,可以自动调节以找到最佳的相位,达到最好的接收效果,最终达到提高接收信号强度的目的。大规模MIMO技术有很多优势,最重要的是能够适应5G移动通信的趋势,大大提高无线信息的传输距离和接收范围,对于用户来说,这是绝佳的上网体验。
3.2 D2D技术的应用
D2D技术是英文Device-to-Device的简称,官方说法是蜂窝通信。在传统的网络通信中,用户之间的直接通信是不被允许的,因为这种技术对于频谱的利用率较低。但是,随着5G通信技术的广泛应用,需要不断提升无线通信的性能,以及提升用户好感度、舒适度,蜂窝通信应用正好顺应了这一趋势,获得推广应用。
D2D技术在我国应用时间已经8年左右,发展速度很快,华为、小米等通信公司也获得了相关的专利授权。如今,D2D技术已经成为面向5G的关键技术,发展前景也受到官方的关注,相信不久的将来,D2D技术将在移动互联网的应用中发挥重要的作用。
3.3超密集网络技术
5G移动通信技术的未来应用,应该是多元化、智能化的。随着电子设备的无限普及,数据流量的使用也会呈现直线上升的趋势。因此,超密集的网络技术成为局部网主力的主要手段,这包括无线传输的站点的增加,无线传输站点距离缩小。超密集网络技术不仅能够大大改善网络覆盖的大环境,减轻网络的干扰度,更能够集中高效的进行频率复用。
3.4同时同频全双工技术
同时同频全双工技术是5G移动通信发展的关键技术之一,主要是让发射机和接收机同时工作,高效利用所占用的频率资源。3G或者4G的设备发射和接收频率是分时模式和分频模式,主要是为了避免发射信号对其他时间段的干预,但这大大降低了设备的使用效率。5G移动通信时代,将分时分频模式改为同时同频的全双工技术,需要克服其他频率的干扰,以及数字干扰的问题,利用技术手段改变上下行的频率和时间,能够极大提高系统的吞吐量。运用得当,同时同频全双工技术将会在5G移动通信中发挥重要的作用。
结语
2020年以后,5G移动通信技术将会商业化,那时候,一分钟下载一部高清电影必将成为现实。为了适应当下的趋势,一些有预见性的通信公司纷纷开始推进移动网络的大力发展。这不仅能够促进未来移动互联网的经济效益,切割市场蛋糕,而且能够满足用户对未来移动互联网业务的需求度,并且给用户带来全新的体验。不过,目前来看,5G移动通信技术还处于起步发展阶段,相关政策发布和关键技术研究还处于探索阶段,相信近几年时间里,5G移动通信将会引领移动通信界的新变革。
参考文献:
[1]方箭,李景春,黄标,冯岩.5G频谱研究现状及展望[J].电信科学,2015(12):329.
[2]王志勤,罗振东,魏克军.5G业务需求分析及技术标准进程[J].中兴通讯技术,2014(04):02-04.
[3]王新玲.面向5G移动网络绿色通信关键技术研究[D].四川:电子科技大学,2015.