5G移动通信技术的应用及其发展思考论文_姚家甫

安徽电信规划设计有限责任公司 安徽合肥 230031

摘要:随着科学技术的发展,我国的移动通信技术有了很大进展,并得到了广泛的应用。现阶段,为满足用户需求及物联网的开发与使用需求,不少国家都在研发5G移动通信技术,当前我国5G移动通信技术仍处于研究试验阶段,为跟上全球先进技术水平,需加大对5G移动通信技术的研究力度。本文将对5G移动通信技术的基本概述进行描述,同时介绍5G移动通信的重要技术,如移动云计算技术、大规模MIMO技术、全双工技术等,并分析了5G技术未来发展前景,促进物联网时代的到来,实现智能交互,形成移动设备云实现生活云端化。

关键词:5G;移动通信;关键技术

引言

随着信息技术的高速发展,大大促进了我国移动通信网络的进步。经过长时间的发展,移动通信网络已发展了2G移动通信网络、3G移动通信网络、4G移动通信网络。目前电子信息技术进一步发展,人们开始高度关注新一代5G移动通信技术的研发与实施。结合移动通信的发展规律,可以发现:5G移动通信网络可具备极高的频谱利用率、能效,其传输速率和资源利用率等均得到极大程度的提升,且系统安全、无线覆盖性能、传输时延、用户体验均获得显现的提高,更好地满足了人们的通信要求。

1概述目前5G通讯技术的现状

人们都知道5G移动通信技术与4G相比,目前使用的5G移动通信技术。所述4G技术在资源利用,信息传输速度和信号覆盖使用方面都有比较明显的优势。与4G通信技术相比,5G从4G单一的技术转化为更加全面的综合技术,作为新一代的通讯手段。据估计,5G网络的峰值最大速率甚至可达到10Gb/s的。5G是一种能让网络扩展至垂直市场的无线技术。还能让无线网络进入全新的机器智能世界。于5G来说它以速度快、范围广、连接不受限制为主,使用户随时随地高速上网,为用户提供了极大的便利。5G通信技术以其自身的核心技术和优势,在通信性能、即时传输、无线网络覆盖范围等方面也将为用户带来更加良好的使用体验,尤其在依托先进的无线移动网络技术之后,5G移动通信技术也将实现专业化、智能化、全面化的发展,也可以更好地促进网络连接的快速和稳定,更高的提升信息的传输传播速度。

2 5G移动通信重要技术

2.1移动云计算技术

移动云计算技术能够提高智能终端设备的计算能力,给用户带来更好的服务体验,满足用户工作与生活上的需求。移动云计算技术是指在移动互联网中运用云计算来处理与计算更为复杂的信息与数据,将处理的信息从移动设备上传送到移动设备云端,能够有效降低能源消耗,它是一种全新的信息技术资源,同时也能交付和使用。此外,移动云计算技术的速度更为高效,能为用户提供更高的服务以满足他们更高的需求,如可提供远程安全服务,或是服务器多设备无缝连接,不会影响到传输速度与质量,

2.2大规模MIMO技术

MIMO技术是当前网络技术的热议话题之一,与其他技术相比,MIMO技术在空间预测、空间干扰度控制以及空间分辨率等方面有着显著优势。在5G移动通信系统中引入大规模MIMO技术,将在4G网络的基础上,实现功率效率以及频率效率的量级提升。就大规模MIMO的优势来看,主要包含以下四点:(1)增强空间分辨率,提升频谱效率,并规避增加基站密度等问题;(2)集中波束,避免干扰;(3)提高功率效率;(4)在天线数量达到一定水平后,不相关干扰与噪声可忽略。回顾近年来的相关研究,有关大规模MIMO的研究主要集中在信号检测、信道模型、预编码技术等层面。随着此类研究的不断深入,大规模MIMO将成为5G的核心技术之一。综合上述分析,在大规模MIMO技术的应用过程中,其空间分辨率将显著提升,空间的进一步挖掘以及维度的准备把握都将获得较好的保障,这对多用户、同时段的自由通信而言,有着极大的应用价值。换言之,大规模MIMO技术能够在不改变基站密度的前提下,大幅提高网络的频谱效率。此外,在大规模MIMO技术下,波束将集中于一个相对较窄的区域,其干扰状况将得到有效控制。从这一角度考虑,大规模MIMO技术的应用能够较好的改善网络干扰问题,保证网络通信的可靠性。但即便如此,在MIMO技术的研究与实践阶段,仍然存有一些问题,如现阶段传输方案多以TDD系统为基准,单天线为主,这要求导频数量与用户数量同步增长,如图一。

图一 MIMO技术

2.3超致密的结构技术

超密集组网技术在5G通信技术依赖于先进的信息系统,以提高5G网络的数据流量。这种超致密的网络结提高功率效率和频谱效率的同时也可以缩短站点之间的距离,并由此提高信息系统的容量。今后,在这种高频段超密集的网络环境下,建立起超高密度结构,这也是未来5G移动通信技术的超密集网络上的一个研究热点。在未来的无线网络技术中,无线传输技术的低功率节点密度将会大大提高,这不仅可以降低站之间的距离,而且一个因素也可以实现一对一的服务,由此形成一个超密集异构网络模式。

2.4SDN与NFV

随着网络技术不断的深入发展,SDN与NFV作为新型技术,在5G移动通信网络应用过程中,通过虚拟化概念、软件化等为其发展提供了技术保障。SDN作为网络构架技术,涵盖了API网络资源调用内容。在具体的实践应用过程中,通过对网络设备应用平面进行控制、具有简化全网管理程序的功效。而NFV则通过IT平台达到功能虚拟化,NFV作为一种网络体系,能够与相应功能块连接,在实际的运行过程中,便于统一调用相关虚拟资源。

3 5G移动通信的发展趋势

目前,5G移动通信是国内外通信领域研究的重点与热点,世界各国就5G的应用需求、关键技术、候选频段以及发展前景等做了广泛研究与探讨,力求形成标准化的5G技术。就其发展趋势而言,5G技术将在4G的基础之上进行创新,引入全新的体系与结构,借助通信技术的改进等途径,实现系统吞吐能力的大幅提升。2018年,5G技术开始在部分国家商用,未来,全球5G发展将呈现以下态势:(1)5G市场规模不断扩大(据Marketsand Markets发布的数据,2020—2025年,5G市场规模年均复合年增长率18%);(2)5G网络部署迅速扩大;(3)5G用户数量飞速增长;(4)5G应用的覆盖范围快速扩大;(5)5G市场竞争格局逐渐明朗;(6)全球移动网络容量大幅提升;(7)物联网装置的使用增多。以5G的应用为例,随着5G技术的逐渐成熟,该技术将广泛应用于智慧城市、智慧工厂、无人驾驶汽车、智慧教育、智能医疗等领域。

结语

综上所述,5G移动通信技术相比于前几代移动通信技术具有显著优势,可以促进万物互联迎来物联网时代的到来,同时也能实现智能交互与形成移动设为用户带来更好的体验。

参考文献:

[1]尤小虎.5G移动通信发展及几项关键技术[J].中国科学:信息科学,2014,44(5):232-234.

[2]庞雪莲.5G概述及相关技术[J].信息技术与信息化,2015,18(5):102-107.

[3]冯岩.5G研发与时间赛跑[J].中国无线电,2014(09):102-104.

论文作者:姚家甫

论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期

论文发表时间:2019/12/9

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