5G移动通信技术及发展趋势的探究

发表时间:2019/4/4   来源:《知识-力量》2019年7月上   作者:高家豪 刘愿
[导读] 5G是第五代移动通信技术的外语缩写,是一种具有更高速率、更强能力的技术,是面向业务应用和用户体验的智能网络,可以融合更多的业务和技术。

(武汉东湖学院15级通信工程专业,430212)
摘要:5G是第五代移动通信技术的外语缩写,是一种具有更高速率、更强能力的技术,是面向业务应用和用户体验的智能网络,可以融合更多的业务和技术。5G技术将会给用户提供前所未有的使用体验,实现人与物的相互联网,推进引领社会进入万物互联的时代。本文将探索性的分析当前5G移动通信技术的基本业务特征和在研究的关键技术,然后展望未来的发展趋势。以下观点仅供相关专业人士作交流。
关键词:5G移动通信技术;基本业务特征;关键技术;发展趋势

 
        引言:
        随着数字和通信技术的发展,必将带动移动通信技术随之快发展,可以发现,我们正在从4G时代迈入5G时代,这必然会给社会、行业和个人带来前所未有的变化,将引领相关技术变革、带动相关行业发和提升个人的生活质量。因此,很有必要探究5G移动通信技术的基本业务特征和在研究的关键技术并探索5G移动通信技术未来的发展趋势。
        一、探索性的分析当前5G移动通信技术的基本业务特征和关键技术
        (一)当前5G移动通信技术的基本业务特征
        根据国际电信联盟和5G推进组所归纳的5G移动通信技术的应用场景,可以确定当前5G移动通信技术的基本业务特征,主要包含以下三方面的内容。
        增强移动宽带(eMBB),是以人为中心的应用技术,主要应用于连续广覆盖场景和热点高容量场景。连续广覆盖场景应用,在于实现在广覆盖前提下保证用户的超高速移动性和业务连续性、提供给用户超高的传输数据速率体验,主要技术指标为0.3~20Mbps的体验速率、高于10bit/s/Hz的小区频谱效率;热点高容量场景应用,在于满足超高用户密度区域的热点覆盖、提供无缝的高速业务体验,主要技术指标为高于20Gbit/s的峰值速率、1Gbit/s的用户体验速率[1]。
        高可靠低延时连接(uRLLC),是主要面向车联网、工业控制等垂直行业的应用技术,应用于低时延高可靠场景。低时延高可靠场景应用,在于为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证,主要技术指标为小于1ms的空中接口时延、10ms端到端时延。
        海量物联(mMTC),可以促进智慧城市、智能家居和环境监测等垂直行业的深度融合,应用于低功耗大连接场景。低功耗大连接场景应用,在于使网络具备超千亿连接的支持能力、保证终端的超低功耗和超低成本,主要技术为高于10万/平方千米的连接数密度。
        (二)当前5G移动通信技术在研究的关键技术
        随着用户数和数据需求的增加,5G移动通信技术必须具有更快速、更大量处理数据的能力。高带宽、海量连接和低延时高可靠的实现,必然需要5G移动通信技术相应的重要技术作支撑。当前5G移动通信技术在研究的关键技术有以下方面:
        毫米波技术。5G移动通信技术要求超高的频率和超短的波长,以提高通信的容量、传输速度和质量。毫米波可以满足这些要求,但是毫米波在传输过程中存在路径受阻和损耗,这会造成覆盖能力减弱。


所幸的是,大规模阵列天线技术和波束成形技术的发展,使得毫米波传输问题得以解决[2]。
        大规模阵列天线技术和波束成形技术。波长越来越短,使得大规模阵列天线使用得以实现。大规模阵列天线,可以发射或接受更多的信号,将提高信道通信容量和通信质量,得到高频率效率;波束成形技术,可以解决大量天线发射线号产生的干扰,可以将射频的能量进行聚焦,形成指向性波束,再通过波束管理,实现波束的精确对准,最终提高信号的覆盖范围、可靠性。
        全双工技术。全双工技术可以改变天线收发数据的路径,因而实现更高的容量和较低时延,而通过采用特殊材料进行信号转换则可以实现在同频率上同时进行信号的收发工作[3]。
        密集网络和新型网络架构技术。密集网络能够改善网络覆盖、提升系统容量以及分流业务,提高网络部署灵活性和实现频率高效复用;新型网络架构技术,是基于集中化处理、协作式无线电和云计算架构的一种技术,可以降低功耗和干扰,降低运营成本、便于维护,提升频谱效率。
        二、展望5G移动通信技术的未来发展趋势
        5G移动通信技术的更高速率、更大带宽和更强能力的技术将引领未来用户体验方式的升级、实现人与物的智能互联。展望未来,5G移动通信技术将会向性能更佳、智慧化和智能化以及人性化方向发展。
        天线设备更佳小型化、集成化和高效性,出现微型基站,降低天线整机的部署难度和费用,提高天线系统的可生产性,而相应测试系统的发展将提升多端口大规模天线的测试率,从而促进产业化发展。
        实现D2D通信。D2D通信链路的建立可以降低通信系统核心网络的数据压力、提升频谱利用率和吞吐量以及扩大网络容量,实现网络通信零延迟、海量移动终端接入和大量数据传输。
        实现更好的体验、生活和管理。大数据传输和超大网络吞吐量引领用户更好的体验,实现用户体验游戏环境,丰富社交网络内容,实现无线家庭娱乐;可以海量设备的接入,实现智慧化城市管理、智能家居;超可靠和低时延,可以体验自动驾驶、远程医疗诊断和智慧能源[4]。
        三、结束语
        总之,5G移动通信技术的高速率、高带宽、低延迟的特性必将会引领行业发生质变,从而带来产业链的巨大变革。随着5G移动通信技术的关键技术的发展和实现,5G将会渗透到社会的各个领域,使信息突破时空限制,提供交互式体验,提升用户的体验效果;万物连接,无缝融合,将便捷地实现人与物的智能互联;低延时高可靠为网络带来能效的提升和成本的降低。可以预见,5G移动通信技术的高速发展,最终会实现5G移动通信技术的远景“信息随心至、万物触手及”。
参考文献
[1]崔中海.5G移动通信技术及发展趋势的探究[J].数字通信世界,2017(04):103-104.
[2]刘志强.5G移动通信关键技术探究[J].环球市场,2016(28):115-115.
[3]张红福.浅析5G移动通信技术及未来发展趋势[J].数字通信世界,2017(06):83-84.
[4]张熙鹏.5G移动通信技术及未来发展趋势[J].科学技术创新,2018(01):99-100.

 
 

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