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        小議5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關(guān)鍵技術(shù)

        發(fā)布時間:2018-07-02 來源: 歷史回眸 點擊:


          [摘 要]隨著世界各國對移動通信技術(shù)發(fā)展的極大重視,在短短幾年時間內(nèi),移動通信就從以往的2G/3G發(fā)展到現(xiàn)階段的4G技術(shù),在實際應(yīng)用、用戶體驗等方面有了顯著地提升。由于科技水平是不斷進(jìn)步完善的,因此在不久的將來4G技術(shù)勢必也會成為歷史,5G技術(shù)將開始發(fā)展和應(yīng)用,F(xiàn)階段各國都在對5G技術(shù)進(jìn)行研究,并且取得了一些階段性的成果,下面就對5G關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展趨勢進(jìn)行初步探究分析。
          [關(guān)鍵詞]5G;移動通信;發(fā)展;關(guān)鍵技術(shù)
          中圖分類號:S315 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2018)24-0337-01
          1 5G移動通信的發(fā)展趨勢
          移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為5G移動通信技術(shù)提供了基礎(chǔ)動力,移動互聯(lián)網(wǎng)將成為以后各種技術(shù)的基礎(chǔ)性平臺,F(xiàn)如今的移動通信技術(shù)和無線通信技術(shù)將成為5G移動通信系統(tǒng)的研究基礎(chǔ),進(jìn)而給5G移動通信技術(shù)的發(fā)展提供更高的質(zhì)量傳輸質(zhì)量和系統(tǒng)效率要求。其中,5G移動通信技術(shù)將在三個主要方面得到提升,第一點就是無線傳輸效率,擴寬了無線移動通信的頻率段到高頻率;第二點是通信系統(tǒng)的智能化和系統(tǒng)吞吐率,在新的體系構(gòu)建和智能化能力的提升了整個系統(tǒng)的吞吐率;第三點是無線通信頻率資源,相比4G移動通信技術(shù)資源利用率提升高達(dá)十倍左右。5G移動通信系統(tǒng)主要的目標(biāo)在于成為移動互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)性服務(wù)系統(tǒng),與傳統(tǒng)的2G移動通信、3G移動通信和4G移動通信相比5G移動通信有了更高的用戶體驗,在虛擬現(xiàn)實、交互式游戲和3D的支撐能力等技術(shù)方面進(jìn)行了革新,有了更強的用戶體驗。5G移動通信系統(tǒng)主要在室內(nèi)移動通信業(yè)務(wù)上得到大規(guī)模的提升,從無線覆蓋范圍的擴大提升室內(nèi)移動通信業(yè)務(wù)在通信業(yè)務(wù)中的地位。
          2 5G移動通信關(guān)鍵技術(shù)分析
          2.1 高頻段傳輸技術(shù)
          當(dāng)前應(yīng)用的移動通信系統(tǒng)的頻段是3GHz以下,而用戶越來越多,對流量的要求也是越來越大,因此頻譜資源則面臨短缺問題。高頻段內(nèi),如毫米波頻率的范圍在28GHz階段,就可以應(yīng)用64根天線,發(fā)揮波束賦技術(shù)的有效性,在范圍為2公里的距離內(nèi)下載速度達(dá)到1Gbit/s。5G通信在將來的發(fā)展中一定會應(yīng)用高頻段技術(shù),優(yōu)點是天線和設(shè)備的數(shù)量充足,可以解決當(dāng)前頻譜資源不能滿足用戶需求的情況。但高頻段技術(shù)也有一定的缺點,就是傳輸距離短、天氣會對其有一定的影響。所以,在設(shè)計高頻段傳輸技術(shù)時一定要考慮到這一點。
          2.2 多天線傳輸技術(shù)
          5G移動通信技術(shù)當(dāng)前要解決的主要問題是提高頻譜利用率到目前的10倍以上。利用數(shù)量充足的天線,可以使不同用戶的使用不受影響,提高無線信號的性能。5G移動通信技術(shù)不但要達(dá)到環(huán)保要求而且還需提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋率。自2D到3D的多天線技術(shù)的不斷發(fā)展,主要就是為了提高頻譜效率。因為應(yīng)用有源技術(shù),所以當(dāng)前使用的天線達(dá)到了128根,創(chuàng)建了3D-MIMO的技術(shù),保證不同用戶的正常使用,提高了無線信號的覆蓋范圍。
          2.3 同時同頻全雙工技術(shù)
          當(dāng)前5G移動通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用同時同頻全雙工技術(shù),使頻譜效率有效增加,不受傳統(tǒng)頻譜資源的局限,頻譜資源將發(fā)揮更大的效用。而且這一技術(shù)在應(yīng)用過程中需要防止各種干擾。利用同時同頻全雙工技術(shù),使傳統(tǒng)應(yīng)用中的TDD與FDD雙工技術(shù)得到了改良,理論上來說頻譜效率可以提高一倍以上。但在實際運行當(dāng)中,同時同頻全雙工技術(shù)不利于在多天線的情況下使用。
          2.4 直接通信技術(shù)
          利用5G移動通信技術(shù)可以完成不同通信設(shè)備間的直接通信,使時延和能耗有效下降,頻譜資源也借此發(fā)揮了更大的效用,提高了5G通信效率和通信質(zhì)量。
          5G移動通信網(wǎng)絡(luò)如果想把數(shù)據(jù)流量提高1000倍以上,則必須依靠密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實現(xiàn)。把5G移動網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量主要分布于室內(nèi)和熱點地區(qū),提高用戶性能,進(jìn)一步增大網(wǎng)絡(luò)覆蓋率。當(dāng)前各種智能終端設(shè)備得到了普遍應(yīng)用,因此用戶對數(shù)據(jù)流量提出了更大的需求,所以5G移動通信要想實現(xiàn)1000倍流量的增加則必須依靠超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來完成。密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以增加網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍,同時保證系統(tǒng)容量的大量提高,但存在的缺點是小范圍內(nèi)將存在一定的干擾,不利于網(wǎng)絡(luò)能效的提高。
          5G移動通信主要依靠云計算平臺,利用云計算平臺的智能配置和自動模式的切換,5G移動通信才能實現(xiàn)自動智能組網(wǎng)。
          3 5G移動通信相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)
          3.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的新型技術(shù)
          在未來的5G移動通信技術(shù)中,很有可能會采用一種集中化處理且能夠?qū)崟r進(jìn)行云計算的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架,新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)主要的構(gòu)建思想就是將低成本的光傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充分的利用,然后利用這個集中的中心節(jié)點和遠(yuǎn)端天線進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信號的傳播,可以覆蓋更加廣泛的領(lǐng)域或系統(tǒng)當(dāng)中。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的新型技術(shù)中具備開放式的設(shè)備接口協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有著虛擬化,通過利用設(shè)備中的空閑資源,有效的避免資源的重復(fù)建設(shè),針對全頻段進(jìn)行調(diào)度,使負(fù)載達(dá)到均衡,大大提高了系統(tǒng)的維護(hù)還降低了成本。
          3.2 新型傳輸技術(shù)
          新型的傳輸技術(shù)也就是多天線的技術(shù),這種多天線的傳輸技術(shù)在很早以前就已經(jīng)被提出,主要就是通過引入有源天線的陣列,使能夠支持的天線數(shù)量增加到128根,實現(xiàn)3D的天線陣列,這也就是3D-MIMO技術(shù),可以大大的減少各個用戶之間的干擾,還能進(jìn)一步的完善無線信號的覆蓋率。目前相關(guān)的研究人員也在面向這個技術(shù)進(jìn)行全面的研究,有望在未來能夠讓5G移動通信技術(shù)支持更多的SDMA,從而實現(xiàn)節(jié)能并提高信號的覆蓋能力。
          3.3 高頻段的傳輸技術(shù)
          在當(dāng)今的移動通信技術(shù)下的頻譜資源是非常擁擠的,主要原因就是主要的頻段大多數(shù)都集中在了3GHz,但是在高頻段中能夠利用的資源卻是非常豐富的。進(jìn)一步的開發(fā)高頻段中的資源不但能夠緩解當(dāng)下的資源利用現(xiàn)狀,還能進(jìn)一步的提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?梢哉f這項技術(shù)是未來5G移動通信技術(shù)研究的發(fā)展趨勢,但是這種通信也會受到距離以及氣候環(huán)境的影響的制約,信號的穿透力也比較弱,因此這相關(guān)的技術(shù)研究和開發(fā)中,監(jiān)測中心還要針對系統(tǒng)的設(shè)計以及射頻器件等進(jìn)行更進(jìn)一步的研究,才能尋找出最優(yōu)化的資源配置。
          4 結(jié)論
          傳統(tǒng)的移動通信部署方式逐漸呈現(xiàn)出服務(wù)水平較低且傳輸效率緩慢等問題,影響到了用戶滿意度。因而在當(dāng)代社會可持續(xù)發(fā)展背景下,應(yīng)注重擴大對5G移動通信的推廣,同時注重在5G移動通信探究過程中將超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、MIMO技術(shù)、全雙工技術(shù)等技術(shù)手段應(yīng)用于其中,由此來提升整體頻率傳輸效率,并就此規(guī)避信號干擾等問題的凸顯,達(dá)到最佳的移動通信設(shè)置狀態(tài),提升整體移動通信效果,滿足用戶需求。
          參考文獻(xiàn)
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