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5G移动通信发展趋势与关键技术分析

2018-12-20李波陈宏亮魏明78156部队78167部队

数码世界 2018年12期
关键词:载波频谱无线

李波 陈宏亮 魏明 78156部队78167部队

5G移动通信系统是基于4G通信系统研发而成的一种新型通信系统,同4G移动通信相比,其无线信号的传输和覆盖效率更快、更广,在保证数据传输安全基础上,提升了用户体验效果。同时5G移动通信系统的灵活性较强,自动化调整能力高,适应性高,确保了数据信息的传输效率,为各领域的发展带来的显著优势。

1. 5G移动通信系统所具有的主要特征

1)通过5G移动通信系统的研究,加强了国家对于技术改革的重视力度,为改革内容的推进做出的贡献。同时通过对用户信息反馈的收集、网络速率的检测更好的提升了通信系统的功能性,提升了移动通信系统的使用效率。

2)加强了移动通信系统体系的构建,打破了传统通信技术的限制,更好的提升了移动通信质量。传统的移动通信系统大多是以点到点的物理传输以及信息破译等技术内容的研发为主的,而5G移动通信系统在进行上述技术研发的同时,加强了对多点、多用户等组网的研究效率,提高了通信系统的覆盖范围,为用户带来更多畅快的体验。

3)提升了室内通信质量。传统的移动通信系统在信号覆盖范围上并未进行重点关注,这使得室内通信质量较差,但是随着5G移动通信的研究和应用,将室内通信技术的发展作为重点研究内容,更好的提升了通信系统的性能,保证了通信效果。

4)在5G移动通信技术中应用了较多的高频段频谱资源,虽然增加了通信系统的性能,但是由于高频段的穿透力较差,信号接受上还存在一定的限制,为此,在后续研究中,将会把提升穿透力效果作为重要研究对象。

5)5 G移动通信系统的出现,一方面降低运营商的投资成本,保证了企业的经济效益;另一方面通过先进技术的应用,运营商能够对整个网络流量的使用情况进行及时掌控,提升资源划分的合理性和协调性,大大提升了用户体验效果。

现阶段,5G移动通信已经成为各国家研究的重点内容之一。随着信息技术和互联网技术的大力发展,5G移动通信也会向着完善性、多样化的方向发展,提高信息数据传输的质量和安全,进而为用户提供更多优质的服务体验。结合目前5G移动通信的发展和运行情况可以推断出,其将会在4G网络基础上进行无线传输技术的进一步研发和拓展,并通过智能化系统的引进,不断提高5G移动通信系统的功能性,加速信息数据的处理效率。

2. 5G移动通信关键技术分析

2.1 无线网络技术

1)多载波技术

5G移动通信数据传度快,其最大带宽可达1GHz。当前的移动通信中广泛使用的OFDM优势也十分明显,其频谱效率较高,抗多径衰落的能力较强,但是其在应用大范围宽带空白频谱方面存在着明显的不足。多载波技术中设置了滤波器,因此有效解决了这一问题、在多载波技术当中,发射端主要利用合成滤波器组对多载波产生调节作用。接收端主要利用分析滤波器来控制多载波。该技术的子载波可独立处理,从而解决了以往子载波同步的问题,子载波不需要插入前缀,不需要固定的正交,因此有效减少了载波之间的互相干扰,因此5G移动通信系统运行多载波方案实现和运行中,多载波技术发挥了不可忽视的作用。

2)大规模MIMO技术

无线通信系统研发中,采用多天线技术能够保证系统频谱传输的速度,从而增强了系统运行的安全性。该技术可借助发射接收天线加大信道容量,所以若要增加系统容量,只需增加天线的数量。在基站中利用该技术可设置大量的天线。其可在相同的时频资源当中为多个用户提供高质量的服务。该技术还可有效提高空间分辨率,此外还可十分显著地控制其他因素的干扰。

3)全双工技术

全双工技术能够在同时和同频的条件下开展双向通信。在无线网络运行中,发射信号对接收信号会产生不同程度的干扰。现阶段主流的技术无法实现同时同频的双向通信。而采用该技术一方面可减少无线资源的无谓消耗,提高频谱应用的灵活性,从而也提高了5G移动通信的运行效益。

2.2 无线传输技术

1)自组织网络技术

自组织网络技术是网络智能化发展的重要体现,该技术的应用大大提高了网络自愈合、自配置和自组织能力。系统可自行排除故障并根据故障给出有效的优化方案,减少了系统运维过程中的人员需求。这一技术提高了系统运行维护的质量和效率,减少了人力资源的成本投入。在通信网络技术不断发展的今天,自组织技术已经成为一项不可替代的技术。此外,高层次的智能化也是5G移动通信系统得以正常运行的基础,因此,在5G系统建设中,自组织网络技术也扮演着重要的角色。

2)超密集异构网络技术

无线传输技术是5G系统当中的一项重要的技术,因此系统的无线接入方式具有多样性,该技术网络密度较高,因此网络节点和终端的距离较小,保证了功率以及频谱的效率,此外还可起到扩展系统容量,提高系统运行灵活性的目的。虽然该技术的发展与应用为5G技术的发展创造了有利条件,但是节点的间距有所减小也使系统运行过程中出现了新的问题,因此应结合实际问题采取有效的改进措施。有线回传能够起到节约资源的作用,同时还可简化程序,从而推动了我国移动通信技术的平稳发展。

3. 5G移动通信的发展趋势

5G移动通信的未来发展趋势主要表现在以下五个方面:

1)增加数据流量。相信在未来的十年后,全球的移动数据流量很可能是当前的一千倍,所以5G移动数据流量在发展进程中要提升一千倍以上,并且其吞吐量要确保在100GB/S/km2以上。

2)扩大联网设备的数量。现阶段,我国的智能终端设备迅速发展,预计到二十年后互联网设备的数量大概在五百至一千亿个之间。另外,在所有5G移动通信网络的覆盖范围内,所支持的设备数量和4G移动通信网络相比将增长大约一百倍,同时达到100万/km2以上。

3)提高可靠性。5G移动通信网络主要是为了给用户带来更好的体验,缩短时延,提高网络的可靠性,让用户随时都能够享受到在线服务。5G移动通信网络的时延和4G相比较,缩短了约5-10倍。另外,关系到用户资金等特殊服务,也提高了相应的可靠性。

4)提升频谱的利用率。未来5G移动通信网络的用户规模会普遍增大,流量的使用频率也会逐渐升高。所以,5G移动通信网络主要是通过创新技术来提高频率的利用率。与4G网络相比较,5G的平均频谱效率要提高至少5-10倍,可以在一定程度上缓解大量用户同时使用所造成的频谱资源短缺的问题。

5)降低网络耗能。5G移动网络的发展主要是遵循绿色低碳低能低耗的发展路线,使用节能的设计理念,全面提高网络能耗的效率,该能耗与当前移动通信网络水平相比,完全可以满足用户一千倍流量的需求。

4. 结束语

总之,当前移动通信技术发展速度不断加快,4G移动通信技术已经十分成熟,2020年,5G技术将正式投入市场,该技术的出现可优化移动无线网络,同时也可满足人们对网络提出的更高要求。其可为用户提供更加优良的网络使用体验。但是5G网络技术研究依然需要不断完善,有关部门应掌握与5G技术相关的关键技术,从而促进5G技术的研发与应用。

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