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5G通信技术应用与关键技术研究

2018-12-20李文谦中通服建设有限公司

数码世界 2018年12期
关键词:通讯天线无线

李文谦 中通服建设有限公司

党的十九大会议强调了促进信息基础设施系统创建的重要部署任务。国家“十三五”计划纲要中提出了“全面推动5G通信与超宽带重要技术,开启5G商用”。为执行党与国家的关键战略要求,世界最大的LTE FDD经营商与世界最大的宽带经营商会积极同产业链多多进行广泛协作,目的在于创建面向“中国生产2025”、“一带一路”、网络平台等各种产品的通讯服务新供给,改进商业模式与业态,有力推动产业融合革新与产业生态圈的全面发展,共建网络大国。

1、5 G通信系统的特征

1.1 拓展性

第五代移动通信系统并非是完全脱离2G、3G、4G之外独立技术,其是将2G、3G以及4G通信系统的优势整合起来,能够给顾客提供多种应用体验及功能,据相关数据表明,5G通信系统的敷设范围为4G通信系统的10倍左右,有良好的信号,令不同区域、不同用户对象的通信更为方便。另外,伴随5G通讯联网设施发展规模的扩大,5G通讯的频谱率也随之在增加,为此,以后社会在5G通讯技术的影响下,会创建出一个非常高效、高质的互联网环境,促使人类文明的建设。

1.2 低碳性

与以往的通信技术比较,5G通信系统的灵活度与兼容性都有了质的跨越,因此,5G通信系统能够降低能耗,满足国家经济长远发展的战略要求,是政府关注的重要项目。为此,5G通信系统成为今后通信领域发展的重要方向,发展空间及市场前景无法限量。

2、5 G通信系统的运用

2.1 在信息高速传递方面的优化

当前,4G通信系统已完全渗透在人民的生活及工作之中,而5G通讯系统在信息传递速度上得到了极大的提高,高达3.6G/s,因此节约了诸多时间及空间,而且,可以保证信息的安全性,令人们的工作及生活更为方便。在科技的进步下,网络数据的传递速度甚至会超出10G/s,基于此,远程控制模式也将得到推广使用。而且,5G通讯网络延迟较低,只有1ms,能够符合高精度远程操控的需求,例如车辆的无人驾驶科技、电子医疗等,能够保证应用时的安全性,使得各项功能的修改与创新。

2.2 在系统兼容性方面的优化

系统兼容性属于所有网络在改进过程均会面临的问题,若所有网络间可以实现兼容,通信技术在社会上的占有率将得到极大提高。但是,当前的网络通讯系统不能对不同网络实现兼容,就算个别技术能够得到兼容,范围也十分有限。针对5G通信系统来讲,优良的兼容性是其最大优点,在任何通讯工具中均能获得较好的使用,另外,还能够将不同网络统一起来,获取大量的客户基础。因为得到了不同网络平台的兼容,能够减少维护费用,增加经济收益。

2.3 在成本管理方面的改进

在研制与推广通讯技术时,必须兼顾到经济性,若投入成本太高,则必定会令技术的推行和发展受到制约。尽管5G通信系统在今后会变成主体科技,可是在流量剧增的影响下,极可能会提高成本,对5G网络的推广使用产生阻碍,因此,要做好资金预算与成本管理的分析工作,减少客户的体验与应用成本,推动5G通讯系统的发展。

3、5 G网络关键技术介绍

为了支持今后通信业务水平的提高,5G网络的突破以后源自无线传输系统与无线网络系统两个方面。针对无线传输系统来说,会引进大规模MIMO科技、超密集组网科技等新兴技术;针对无线网系统来讲,将引进更为灵敏、智能化的SDN与NFV系统架构及组网科技。

3.1 无线传输系统

(1)大规模MIMO科技。MIMO科技即多入多出系统,指无线网络信号经多重天线实现同步首发,得到多条天线多发多收成效。MIMO科技能在不增多频谱带宽资源及天线发射功率的条件下成倍的加大网络的信道容量,从而提升网络信道的使用率,被视作5G通信系统的关键技术。

在第四代移动通信背景下,因为OFDM技术的使用促进了多天线科技的使用发展,令天线通道从以往的2T2R演变至8T8R,从而产生了8T16R的信道。若在现存的多天线前提下增多天线总量,则在空间上能支撑几十个单独的空间信息流,如此将数倍提升网络频谱的使用率,有效支持了5G网络容量和速度的要求。按照信息观点,天线通道总量和信道容量是正比关系,多天线科技的应用有利于促进MIMO技术的产生与部署。

伴随有源天线系统的投用,虽然大规模MIMO科技最初概念没有确定天线的形态属于1D或者2D,但经过天线系统灵活的搭配与预编码,能够得到天线垂直角度的动态波束赋形,该种赋形一般被称作三维MIMO,可以在用户处在城市建筑的立体布局环境下有效扩大覆盖及加大网络的吞吐量。从这一角度来说,三维MIMO科技有利于在基站侧分布诸多天线单元及天线端口,从而促进大规模MIMO科技的出现。

(2)超密集组网科技。基于全新的无线传输系统与多种后期演变的无线接入系统的引入,5G系统必定是多项无线接入科技构成的多层次敷设异构系统。该种密集组网科技是通过加大基站分布密度来实现的,尤其是小基站的分布,大幅度提升了频率复用率。

3.2 无线网络系统

(1)SDN。SDN技术术语Emulex系统一种全新网络革新架构,是系统虚拟化的表现形式,旨在分离路由器内控制与转发作用,使之独立变成一项决策作用。在以往的IT网络架构内,按照业务要求部署上线之后,若业务需求出现变化,重新调整相关网络设施中的配置属于一件十分复杂的工作。在移动网络瞬息万变的背景下, 系统的灵活性与敏捷性相较于其稳定性和高性能更为重要。

(2)NFV。NFV就是指网络功能模拟化,最初是由电信经营商联合提出的,目的在于采用规范的IT虚拟化科技处理整合与操作逐渐繁琐的硬件设施等问题。其是基于重大共享的OTS服务终端和软件定义的途径,对网络实体的模拟化应用加以探索。所以,在NFV内采用虚拟机技术便是一种虚拟化科技。

基于NFV的虚拟机分布成本很低,而且可以迅速迎合网络需求的改变。有了虚拟发和云计算的支撑,部分冗余的服务器就可以在单独的物理服务器中实现部署,如此不只是可以实现并行处理,有效迎合网络峰值的要求,而且还能够基于网络需求随时排出资源,在部署方面更为便捷,也有利于故障控制,可以实现迅速升级,从而更为迅速的迎合市场要求。

NFV技术的出现,颠覆了以往典型密封专用系统的观念,而且引进灵敏的弹性资源控制观念。由此相信,在今后的无线系统中,NFV技术会得到全面的发展。

4、结束语

总之,5G通信重要技术的使用是促进5G通讯时代发展的关键环节,相信随着5G通讯系统和市场的密切融合,拓展业务范围及内容,能够在短期内优化客户的5G技术体验,推动通信领域的整体发展,从而促进社会经济的发展,优化人民的生活水平。

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