5G移动通信技术及其发展趋势研究

发表时间:2020/7/21   来源:《科学与技术》2020年7期   作者:孙忠伟
[导读] :随着科学技术的不断发展,移动通信事业也取得了很大的进步,
        摘要:随着科学技术的不断发展,移动通信事业也取得了很大的进步,人们不再满足于4G网络所带来的便捷,5G移动通信技术应运而生。在全球化背景下,5G技术的应用越来越广泛,但是也面临着诸多挑战。我国处在5G“弯道超车”的关键阶段,有必要立足5G技术发展现实,围绕国际通讯发展大格局,推动5G应用技术的快速发展。
        关键词:5G移动通信技术;应用;发展趋势
15G技术发展现状
        过去由于我国科学技术的落后,在4G时代我国相关通讯技术以及研究专利都与发达国家有着相当大的差距,这极大增加了我国通信运营的成本。而在5G时代到来之际,在华为等中国本土企业的带领下,凭借对核心科学技术孜孜不倦的追求,精益求精,形成了强大的竞争力,并在相关专利方面取得巨大优势,美国等一些国家不惜用卑鄙的手段来限制我国企业的发展。但中国企业以顽强的生命力,克服重重阻碍,在全球不断布局5G通讯,这强有力地证明了5G时代中通讯技术的重要性。而其他一些跨国公司例如三星等,也在5G方面取得了一定的进步。但5G技术终究处于发展期,世界各国的技术都有所不足,有待进一步发展与完善,并不能完全商用,预计5G正式商用会在2020年开始。因此虽然现阶段仍是4G的时代,但在5G方面投入更多资源是非常有必要的。
2关键技术特点
        2015年ITU明确了针对5G的发展目标之后,针对5G标准的探究逐渐展开,在不久的将来,5G的统一标准便会出炉,但是当前时期标准的确定亟待需要明确怎样解决高低频、怎样解决移动宽带和物联网应用的标准优先级这两个核心问题。下文将对于5G移动通信技术的核心技术,比如D2D技术、毫米波通信技术、大规模MIMO技术展开论述。
        2.1大规模多输入输出技术
        对于5G移动通信技术而言,大规模多输入输出技术是比较关键的一种技术,同时是提高频谱速率最主要的一种技术。大规模多输入输出技术也叫作大型天线系统,是基于4G移动通信技术由最多8根天线取得运用上百根乃至上千根天线进行服务的成效,这种技术的有效运用能够让基站的诸多用户在同一时间同步进行通信。5G之所以成为新一代移动通信技术,主要是运用了大规模MIMO技术,该技术的原理是采用多天线形式实现在无线情况下的信号运输,另外在确保信号全部运送完毕的前提下减少传输费用。
        在传输时,无线网络本身细分为多个单独的子信号,这些细分的子信号均有属于自己的空间流。在5G移动通信技术中,依托MIMO技术达成了大规模信号的收发,依托足够多的天线在同一时间接受多个子信号,而且能够确保每个子信号空间流不和其他的混合。大规模多输入输出技术一方面确保无线传输技术完成基础的信号运输工作,另一方面为无线传输供给最好形态的空间复用循环,进而5G移动通信技术中的无线传输技术确保了信息运输过程中信道的传输质效。
        2.2毫米波通信技术
        毫米波通信技术包括两个方面:①光波向低频的进一步发展;②微波向高频的延展。当前国际上所使用的频段资源是特别稀少的,所使用的无线电信系统频谱均低于6GHz。而处于3~60GHz区间的频谱资源十分充足,还没有被有效地开发运用。为此5G把9.9~86GHz波段作为重点区间进行RAT探究,基于LTE技术对因特网广域覆盖进行更深入的探究,该波段用以创建超密集网,为此LTE层与UDN层会双重覆盖。伴随基站天线数量的增多,可以在并不充足的空间中安排数量较多的天线同时也要求通信的波长不可过长。
        当前,经过在毫米波波段上运用大规模多输入输出技术,我国的贝尔实验室达成了容量增大和有关通信效率提高的目标。利用峰值运输速度高于50Gbps的原型机,该实验室在毫米波频段28GHz处将频谱速度提升到了每28GHz100bps,如此高的频谱效率能够使用户运用互联网下载速度更快,能够在很短暂的时间内实现多大百兆信息的运送。


        2.3D2D通信技术
        因为5G的出现,全球范围内的很多人士提高了对D2D通信技术的关注度,当今该项技术已发展为4G和5G移动通信技术中的一项重要技术。当前,该项技术已由诞生之初的依托基站协调形成通信系统发展为基站或有或无的水平。中外许多研究人员也逐渐针对依托D2D设备,让无法被基站覆盖内的设备也能够和蜂窝互联网相连展开探究。
        和无线网络、蓝牙等技术比较,D2D通信的一个显著优点是其工作在蜂窝网络的频段,即便通信参与者增长了通信距离依旧能够享受同等品质的通信质量。另外该技术和其他技术比较,时延时间更短,运输速度更快,并且和无线网络所耗用电能水平较高比较,D2D技术也具有显著的能耗低的优势。和蓝牙比较,D2D移动通信技术的平稳性更显著,距离能够达到更长。而蓝牙不但要求用户自主进行终端配对密码的设定,其的频段具有非授权性质,通信质效低下。
3 推动我国5G通信技术应用发展的策略
        3.1 重视5G技术研发和基础投入
        随着移动通信技术的快速发展,万物互联是未来的必然趋势,物联网应用需求更高,物联网技术将是各国争相研发的技术,促进万物互联也是我国5G通讯技术的重要发展方向。推动我国5G应用技术发展,必须将5G技术与万物互联更好地统一起来。4G已经不能满足万物互联的需要,唯有通过大力布局5G通讯,才能为万物互通互联提供更加可靠的通讯基础。5G技术不仅要注重速率和带宽,更要注重与物联网技术领域和人工智能应用协同。随着我国的5G网络建设步伐不断加快,移动通讯网络在提高速度、密度、广度的同时,开始推动物联网应用融合。一方面,在做好流量扩容的基础上,实现与各种移动终端的深度融合,构建更加先进的5G应用生态体系;另一方面,为万物互联提供更精确的通讯保障,通过加大技术研发和创新,推动社会升级,确保通讯速率更快、延迟更短、规模更大、功耗更低,满足物联网建设发展综合需求。
        3.2 进一步加快生活和技术应用的云端化
        5G通信技术的发展为互联网经济创新提供了更好的技术平台,云端化将是通信技术发展的一大方向和支持目标,将会让更多的设备通过云端来实现互联,借助云计算技术来提升资源利用和服务效率,实现云端用的新突破。云技术将人们的生活、工作、娱乐以及更多行业统一起来,传统的硬盘将会被云盘取代,人们可以将更多的文件上传到云端。在这种情况下,基于5G通信技术的云端化发展更快,用户的数量将会大幅度增加,云端所要存储的数据异常庞大,设备交互的频率更高,数据处理的压力空前加大。这就要求5G通信技术的带宽更高、速率更高,促使5G通信网络运营商进一步加大技术研发,以云端化来降低传输压力,提升服务效率,不提高网络速度,提高客户的满意程度。同时,为了满足更多的个性化服务需求,应做好通讯云研发和建设,通过兴建大数据中心进一步推动云端化发展。
        3.3 推动人工智能和万物互联应用发展
        5G通讯技术进步和发展将会推动人与人、人与物的交互,推动设备的智能化发展和人工智能技术应用,是未来发展的重要方向。无论是人机对话、无人驾驶还是远程医疗,都需要5G网的全覆盖、高精度。为此,5G通讯技术在提升速率和带宽的同时,应推动人工智能和万物互联应用发展,保证移动通信更加精确,识别更加精准。
结束语
        当今时代是信息化时代,智能手机与智能设备普遍得到应用,而正是这些设备在某些方面促进了移动通讯技术的进步。4G技术已经为人们所知,并在通讯领域得到深度应用。但随着人们更大需求的产生,5G技术发展势在必得。5G相比于4G拥有巨大的优势,并弥补了4G技术部分缺点。
参考文献
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[2]廖德龄,刘怀仁,赵红阳.5G通信技术应用场景及关键技术探讨[J].通讯世界,2019,26(01):81-82.
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[4]曾轶.5G移动通信的关键技术规范及发展探微[J].数字通信世界,2019(01):38-39.
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