第5代移動(dòng)通信技術(shù)分析

陳彬 馮根

【摘要】 隨著信息通信在人類生活中所占地位越來(lái)越大，人類對(duì)通信各方面的需求也呈爆炸式增長(zhǎng)，特別是在人為主導(dǎo)的感知技術(shù)的提出，更是加大了對(duì)下一代通信技術(shù)需求的渴望，基于此，第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。

【關(guān)鍵字】 第5代 移動(dòng)通信 技術(shù)

一、引言

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量每年正以接近100%的速度增長(zhǎng)，特別是物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)的接入，使得需求呈爆炸式增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)未來(lái)10年，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量將增加1 000倍，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將高達(dá)600億臺(tái)（部），迫切需要更加高速、高效、智能化的新一代無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)來(lái)支撐。因此，面向滿足未來(lái)用戶需求的下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)研發(fā)工作開始提上日程。國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）將下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)命名為IMT-2020，簡(jiǎn)稱第五代移動(dòng)通信（5G）。

二、5G技術(shù)概述及發(fā)展現(xiàn)狀

5G系統(tǒng)通信技術(shù)是繼4G之后，為了滿足智能終端的快速普及和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展而正在研發(fā)的新一代移動(dòng)通信技術(shù)，是面向2020年以后人類對(duì)信息通信需求的下一代通信技術(shù)。各國(guó)目前只是將5G通信技術(shù)定義為傳輸速率達(dá)到10 Gb/s的下一代移動(dòng)通信技術(shù)。ITU為了將5G技術(shù)全球規(guī)范化，正在起草關(guān)于2020年移動(dòng)通信的前景和技術(shù)兩個(gè)文件，這將對(duì)5G技術(shù)形成一個(gè)基本的全球共識(shí)。業(yè)界預(yù)測(cè)5G標(biāo)準(zhǔn)化的正式進(jìn)程將在2016年間在ITU R WRC 15上正式啟動(dòng)。

雖然關(guān)于5G的全球標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有定義，但各國(guó)已爭(zhēng)分奪秒的開始了5G的研究，2013年初歐盟撥款5000萬(wàn)歐元在第7框架計(jì)劃啟動(dòng)了面向5G研發(fā)的METIS項(xiàng)目。

該項(xiàng)目描繪的5G目標(biāo)是使數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)1 000倍；用戶數(shù)據(jù)速率提升100倍，速率提升至10 Gb/s以上；入網(wǎng)設(shè)備數(shù)量增加100倍；低功率設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間增加10倍；端到端時(shí)延縮短5倍。

我國(guó)也將下一代移動(dòng)通信技術(shù)納入863計(jì)劃，分別于2013年6月和2014年3月投資1.6億元啟動(dòng)了5G重大項(xiàng)目一期和二期研發(fā)課題。課題研究小組表示，我國(guó)的5G通信技術(shù)具有超高的頻譜利用率和超低的功耗，并且能和現(xiàn)有無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)密切融合，構(gòu)成新一代無(wú)所不在的移動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)，滿足未來(lái)10年移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量增加1 000倍的發(fā)展需求。

2011年韓國(guó)電子通信研究院曾宣布，通過(guò)同三星，LG等大公司的合作已成功研發(fā)出了5G核心技術(shù)，命名為NoLA，該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)5公里以內(nèi)以步行速度接入，每秒鐘傳送3.6G/s，在這樣的速率下，使用NoLA技術(shù)下載一部DVD格式標(biāo)準(zhǔn)電影只需要幾秒時(shí)間。

三、5G通信技術(shù)特點(diǎn)

在下一代移動(dòng)通信技術(shù)中，更多的是將 “人”這一主體引入發(fā)展需求，以“感知”技術(shù)形成一個(gè)更智能、更友好，更廣泛用途的網(wǎng)絡(luò)。這要求5G相比4G技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

3.1通信數(shù)據(jù)流量至少增長(zhǎng)1000倍，支持聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)目增長(zhǎng)100倍

業(yè)界預(yù)測(cè)2020年全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)目將達(dá)到600億部（個(gè)），而全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量也將達(dá)到2010年的1000倍。因此，要求未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)單位覆蓋面積內(nèi)支持的設(shè)備數(shù)目相對(duì)目前4G至少增長(zhǎng)100倍，單位面積的吞吐量能力，至少提升1000倍達(dá)到100 Gb/s/kmz以上。

3.2高速率、低時(shí)延、高可靠性

未來(lái)移動(dòng)通信需要支持社會(huì)所有活動(dòng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求，為了滿足社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)，不僅需提供至少10Mb/s以上的接入速率，對(duì)特殊需求用戶和業(yè)務(wù)，可提供高達(dá)100 Mb/s的速率，還需能提供毫秒級(jí)延遲和高達(dá)99.999%的可用性。

3. 3頻譜利用率高

未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)將面臨用戶規(guī)模大、業(yè)務(wù)量大、流量高的挑戰(zhàn)，對(duì)頻率的需求量必然會(huì)很大，這就需要5G技術(shù)能通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)提升頻率利用率，解決大流量帶來(lái)的頻譜資源短缺問(wèn)題。

四、總結(jié)

5G通信技術(shù)是為了解決2020年及以后社會(huì)對(duì)無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)高速、高可靠、高兼容性接入需求的下一代通信技術(shù)，雖然目前全球標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有統(tǒng)一，還面臨著與現(xiàn)有通信技術(shù)系統(tǒng)融合、頻譜效率和容量提升、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)靈活性、網(wǎng)絡(luò)能耗、終端設(shè)備兼容、產(chǎn)業(yè)生態(tài)等發(fā)面的問(wèn)題，但隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，5G技術(shù)的研發(fā)一定會(huì)取得成功，這將會(huì)為人類生活和全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。

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參 考 文 獻(xiàn)

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