移動通信自20世紀八十年代誕生以來,先后經(jīng)歷了1G、2G、3G和4G等發(fā)展階段,已成為人們?nèi)粘I钪胁豢扇鄙俚幕A(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)。
每一次通信系統(tǒng)的更新?lián)Q代都會給移動通信行業(yè)帶來更快的上網(wǎng)速度和更多的服務(wù)——1G給我們帶來移動通話,2G讓我們可以互發(fā)短信,3G讓手機連上了互聯(lián)網(wǎng),4G帶來了高速上網(wǎng)。隨著用戶的期望越來越高,4G已不能滿足人們對網(wǎng)絡(luò)使用的要求,于是第五代通訊系統(tǒng)(5G)應(yīng)運而生。它的網(wǎng)速最高可達4G 的10倍,不到一秒就能下載一部高清電影。
5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是什么,目前沒有統(tǒng)一的定義,然而,作為5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),有五種“法寶”必不可少,它們是毫米波、小基站網(wǎng)絡(luò)、大規(guī)模天線、波束成形和全雙工技術(shù)。
第一種是毫米波技術(shù)。眾所周知,無線頻率越高,能傳輸?shù)男畔⒘吭酱螅w驗到的網(wǎng)速也就越快。毫米波技術(shù)可以通過提升頻譜帶寬實現(xiàn)超高速無線數(shù)據(jù)傳播,從而成為5G通信技術(shù)中的關(guān)鍵。但毫米波穿透能力弱,且很容易被樹葉、雨滴等吸收。
為解決這個問題,需要引入第二種技術(shù):小基站網(wǎng)絡(luò)。由于毫米波很難穿透障礙物,當人處于障礙物的后面就無法接收到信號,可通過安裝多個迷你基站圍繞障礙物傳輸信號,形成信號接力。當用戶走到障礙物后面時,智能電話會自動切換到另一個小基站,使通信不會中斷,用戶之間能進行正常的通話。
第三種技術(shù)是大規(guī)模天線。通過使用多根天線,發(fā)射或接收更多的信號。現(xiàn)在一個4G基站大約有十幾根天線,而一個大規(guī)模天線基站大約有幾百根天線,這將大大增加當前移動網(wǎng)絡(luò)的容量。
第四種技術(shù)是波束成形。當蜂窩天線信號交匯在一起時會引起嚴重的干擾,波束成形技術(shù)可以很好地解決這個問題,這樣通話信號之間就不會相互干擾。
最后一種是全雙工技術(shù)。全雙工技術(shù)是指可以雙向通信。過去在通話時,通話雙方必須輪流說和聽,信息的延時長。全雙工技術(shù)通過雙向通信能很好地解決以上問題,使通信效率大幅提高。
5G是虛擬現(xiàn)實、無人駕駛等得以推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)。人們能通過5G無線網(wǎng)絡(luò)在虛擬的環(huán)境下體驗未來生活。 5G可以為用戶提供超高清視頻、流暢的在線游戲等體驗,還能有效滿足工業(yè)、醫(yī)療、交通行業(yè)多樣化的無線通信要求,實現(xiàn)真正的“萬物互聯(lián)”。
5G離我們還有多遠?根據(jù)國際電信聯(lián)盟的規(guī)劃,2018年將最終確定5G標準,2020年5G將具備規(guī)模化商用條件。目前全球領(lǐng)先的廠商都在按這個進度努力,而且進展順利。盡管還未形成標準,但隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展,5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)將在實質(zhì)上有新的突破,超快速的5G網(wǎng)絡(luò)可能在未來幾年內(nèi)投入商用,以滿足未來移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)新的業(yè)務(wù)需求,保證虛擬現(xiàn)實、無人駕駛等多種場景下高速無線通信的服務(wù)要求。