淺談5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與思考

柴家寶+王娜

摘要：進(jìn)入21世紀(jì)以來，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的發(fā)展成為推動(dòng)人類社會(huì)最重要的技術(shù)。如今，人們的衣食住行玩樂早已被各種APP和智能終端影響和覆蓋，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)成為人們最不能離開的重要基礎(chǔ)服務(wù)，使得人們的生活、工作等更加便利。盡管已經(jīng)取得飛速發(fā)展和成就，但是通信技術(shù)作為我們信息社會(huì)和生活的支撐，通信技術(shù)也在不斷加強(qiáng)研發(fā)和投入，努力提升發(fā)展能力。基于對(duì)人類社會(huì)的巨大進(jìn)步發(fā)展，本文主要對(duì)未來通信行業(yè)的發(fā)展方向做研究與思考。

關(guān)鍵詞：5G關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

一、何為5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信

為用更加高品質(zhì)、安全、快速的網(wǎng)絡(luò)為人們的衣食住行玩樂提供最佳體驗(yàn)，當(dāng)前通信技術(shù)正在進(jìn)行4G到5G的變革與發(fā)展。所謂5G通信技術(shù)，就是指第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通俗講就是無線的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合推動(dòng)下未來通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)和方向。當(dāng)前發(fā)展尚不完全成熟。5G通信技術(shù)發(fā)展的核心基礎(chǔ)工程是網(wǎng)絡(luò)傳輸工程的發(fā)展，

5G將與4G相比，在傳輸速率和資源利用率、無線覆蓋、系統(tǒng)安全、用戶體驗(yàn)等方面量級(jí)更高，但在運(yùn)營(yíng)成本和能源損耗等方面有所減少。5G網(wǎng)絡(luò)將突破重重限制，給用戶帶來飛速的體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)人與物的互通互聯(lián)。

縱觀整個(gè)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)該具備比現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡(luò)更強(qiáng)的利用能效、信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)量、全權(quán)保障性、信號(hào)基站的覆蓋范圍都會(huì)有一個(gè)明顯的提高，給用戶帶來質(zhì)的變化的體驗(yàn)。5G移動(dòng)通信技術(shù)推入市場(chǎng)之后，就可以滿足比現(xiàn)有技術(shù)更多的數(shù)據(jù)傳輸流量，使我們的移動(dòng)通信具有更好的穩(wěn)定性、更低的資費(fèi)、更快的傳輸技術(shù)，也就是說5G通信技術(shù)性能將會(huì)比修俺有的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)更為強(qiáng)大。5G通信技術(shù)的發(fā)展同時(shí)也在有效促進(jìn)整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的改善構(gòu)件，包括以移動(dòng)基站的建設(shè)來提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，根據(jù)用戶的要求對(duì)通絡(luò)資源進(jìn)行調(diào)配，在滿足用戶的要求同時(shí)也減少5G移動(dòng)技術(shù)所消耗的成本。

如今移動(dòng)通信技術(shù)的產(chǎn)業(yè)越來越多，包括手游、虛擬社交平臺(tái)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊取?G移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展必須符合現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)要求，并且需要滿足以后的殘葉發(fā)展呈現(xiàn)。5G移動(dòng)通信技術(shù)基于物理上的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，這就是說5G可以同時(shí)滿足多個(gè)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)組建。

二、5G移動(dòng)通信若干關(guān)鍵技術(shù)

2.1無線傳輸技術(shù)

2.1.1大規(guī)模MIMO技術(shù)

MIM0技術(shù)是為了提升無線信號(hào)的傳輸質(zhì)量，利用多個(gè)天線將無線信號(hào)進(jìn)行同步收發(fā)的無線技術(shù)。多天線技術(shù)的應(yīng)用在提高頻譜效率和傳輸過程中的安全性上已經(jīng)作為強(qiáng)有力的手段，并被廣泛應(yīng)用，如3G網(wǎng)絡(luò)、WLAN、LT等。天線的個(gè)數(shù)越多，頻譜頻率更快，特別是存在大量的發(fā)送天線和接收天線，與目前的無線通信系統(tǒng)相比，容量大大提高，在空間分辨率和降低干擾上也有顯著的提升；但該技術(shù)仍有局限，由于獲取信息的開銷較大，信號(hào)的檢測(cè)比較復(fù)雜，為充分發(fā)揮MIMO技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，需結(jié)合實(shí)際情況與信道模型相結(jié)合，在一定程度的復(fù)雜度下，研究最優(yōu)的無線傳輸方法。

2.1.2全雙工技術(shù)

同時(shí)同頻全雙工技術(shù)是項(xiàng)有效提高頻譜效率的雙向通信技術(shù)。在現(xiàn)有的無線通信系統(tǒng)中，由于技術(shù)和條件的限制無法實(shí)現(xiàn)雙向通信，浪費(fèi)了大部分無線資源。同時(shí)同頻全雙工技術(shù)在提高頻譜效率上有著巨大潛力，但在接收和發(fā)送信號(hào)時(shí)功率相差較大，形成嚴(yán)重的自我干擾，所以抗拒自我干擾是同時(shí)同頻技術(shù)要解決的首要問題。目前，學(xué)者研究各種抗拒自我干擾的技術(shù)，并聯(lián)合一些改進(jìn)技術(shù)，能有效地消除大部分的自我干擾，但是干擾并不能完全消除，大部分只能單數(shù)據(jù)流通，不能充分與MIMO技術(shù)相結(jié)合。

2.2無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2.2.1超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

5G網(wǎng)絡(luò)是多種無線接入的技術(shù)，由于覆蓋范圍小，進(jìn)一步的小區(qū)分割很難進(jìn)行，這就需要超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，頻譜效率和功率效率的提高，使得系統(tǒng)容量增大，更具靈活性，但在5G網(wǎng)絡(luò)中，可能存在各種同頻之間的干擾，這是需要研究的問題。為使得各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的相互協(xié)作，要更精確和有效地發(fā)現(xiàn)相鄰節(jié)點(diǎn)，研究網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)的空間和時(shí)間大范圍的動(dòng)態(tài)變化，提高節(jié)點(diǎn)的靈活性，降低成本同時(shí)同頻的相互傳輸都是解決問題的重要方向。

2.2.2自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)是種移動(dòng)通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)，用戶可在所覆蓋的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意通信。在其網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)不是直接連接，而是通過利用中繼的方式在較遠(yuǎn)的距離無法直接互傳信息的節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行通信。該技術(shù)引入自組織能力，網(wǎng)絡(luò)信息采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的分組交換機(jī)，信號(hào)接收端可以是任何終端，如筆記本、手機(jī)等，用戶可隨時(shí)隨地收發(fā)信息。該技術(shù)結(jié)構(gòu)層次和運(yùn)營(yíng)維護(hù)都很復(fù)雜，成本較高，規(guī)龐大，需要與多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)同進(jìn)行，這將是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

2.2.3CDN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

CDN網(wǎng)絡(luò)即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。它是一種新型的技術(shù)，該技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要是由中心和邊緣兩部分組成，中心指內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)管中心和內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的重定向解析中心，負(fù)責(zé)全局負(fù)載均衡，邊緣主要指異地節(jié)點(diǎn)，是網(wǎng)絡(luò)分發(fā)的載體。其目的是使接收終端用戶可以就近取得所需信息，避免網(wǎng)絡(luò)擁堵的，提高反應(yīng)速度。該技術(shù)主要是解決網(wǎng)站訪問量質(zhì)量和網(wǎng)點(diǎn)分布等問題的最佳解決方案。

三、未來5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與展望

相比傳統(tǒng)的3G、4G移動(dòng)通信，我國(guó)一直在致力于研究新一代的寬帶無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，提高我國(guó)通信技術(shù)的水平。移動(dòng)通信技術(shù)已是我國(guó)高技術(shù)的產(chǎn)業(yè)之一，在未來的十幾年，5G將成為商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)，也是移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)重要的一項(xiàng)任務(wù)。2013年初，我國(guó)政府部門已經(jīng)成立了5G通信網(wǎng)絡(luò)的研究小組，明確未來的5G的發(fā)展方向和發(fā)展進(jìn)程。至今，我國(guó)5G技術(shù)的研究已經(jīng)做好了起步工作.國(guó)家973計(jì)劃也納入了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)體系創(chuàng)新的研究課題。

結(jié)語(yǔ)：5G的出現(xiàn)，勢(shì)必會(huì)促進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)一體化，更好的分享信息，帶來前所未有的信息便利。在未來，5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)更快速的增長(zhǎng)，目前5G網(wǎng)絡(luò)仍在起步階段，今后幾年將是技術(shù)研發(fā)的關(guān)鍵時(shí)期與實(shí)質(zhì)性的制定階段。

參考文獻(xiàn)：

[1]周玲.中國(guó)布局5G研發(fā)：6年后商用[N].東方早報(bào)，2014-01-29（A23）.