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5G通信关键技术及发展趋势简析

2021-09-10段昌盛

科学与生活 2021年13期
关键词:频谱关键技术发展

摘要:随着我国移动通信技术发展的不断加快,在很大程度上提高了人们的生活水平。而目前已经出现的5G移动通信无论是在技术还是使用方面都要比之前的4G移动通信更加优越和成熟,因此也广泛受到了人们的关注。本文主要通过了解5G移动通信的概念和特点,并针对其中的集中关键技术,简单的分析了未来的发展趋势。我国目前已经提出了“5G发展战略”,从其预期分析主要是为了实现各种电子设备之间的联通,构建一具前所未有的虚拟世界,为人类创造新的生活形态。本次研究以此前景预期作为背景,对现阶段5G认知下的移动通信关键技术与未来发展前景做出具体探讨。

关键词:5G移动通信,关键技术,发展趋势

近年来,科学技术的不断发展和进步,使移动通信已经慢慢走入人们的生活当中,同样也对社会上的各个领域带来了很大的发展和变化,满足了当代社会对移动通信的需求。目前,5G移动通信的研发试验过程已经在进行当中,并且成为移动通信技术的主要发展方向,将会成为我国未来新一代的信息基础设施的重要做成部分。

1. 5G移动通信的概念

第五代移动电话行动通信标准,也成为第五代移动通信技术,外语缩写:5G。也是4G之后的延伸,目前正在研究过程中,网速可达到5M/S-6M/S。作为最新一代移动通信技术,在覆盖性和安全性方面都得到了有效的提高,解决了4G移动通信技术中存在的很多问题,在很大程度上满足了当今社会移动网络的需求,是我国未来移动通信技术发展的一次重大改革。

与传统的4G移动通信相比,5G具有更高的速率、更宽的带宽,预计网速比4G提高10倍左右,只需要几秒就能下载一部电影;而且,还在无线覆盖和传输延时方面得到了很大的提高,这种智能化、自动化、高可靠性的特点将会成为未来5G移动通信的主要发展趋势,对拓宽融合产业发展空间,支撑经济社会发展就有很大的促进作用。

2.5G通信的关键技术

2.1大规模MIMO技术

MIMO技术被视为5G移动通信网络的核心技术,主要作用是在发射端和接受端分别使用多个发射天线和接收天线,使信号通过发射端与接受端的多个天线进行传送和接收,从而改善了通信质量。它能充分利用空间资源,通过多个天线实现多发多收,在不增加频谱资源和天线发射功率的前提下,可以成倍的提高系统信道的容量,在很大程度上提高了移动通信的传输效率,同时还具有很好的抗干扰性。

2.2全双工技术

全双工技术主要指的是实现同时、同频进行双向通信的技术。目前的移动通信技术中,发射信号和接受信号之间会相互干扰,影响了移动通信的信号传输质量。而全双工技术可以在发送设备和接收设备采取点到点的连接,这就意味着在全双工的传送方式下降低无线资源消耗,灵活运用频谱,提高了5G移动通信的传输效率和传输速度。

2.3自由组织网络技术

由于传统的移动通信网络,主要靠人工方式来完成网络部署和运维,消耗了大量的人力资源和成本。而自由网络技术具有部署阶段进行自规划和自配,维护阶段的自优化和自愈合的特点,安全简易,在很大程度上改善了人工部署和运维的成本和人力资源消耗。自由组织网络技术是未来移动通信网络发展不可或缺的技术,同时也给5G移动通信的网络性能提供了很好的保障,并在其中占有非常重要的地位。

2.4超密集异构网络技术

未来的5G移动通信正朝着多元化的方向发展,随着移动数据流量呈爆炸式的增长,超密集异构网络将会成为5G移动通信提高数据流量的关键技术。该技术具有较高的网络密集程度,因此,可以有效的缩短节点与终端的距离,使网络的功率和频谱大幅度的提高,同时也扩大了网络覆盖范围,扩展了系统容量,并且增强了业务在不同接入技术和各覆盖层次间的灵活性。虽然超密集异构网络具有很好的发展前景,但是由于节点间的距离减少,网络拓扑也更加复杂,需要针对这一问题进行改进,促进移动通信的发展。

3. 5G未来发展前景

3G与4G时代催生了工业4.0、工业互联网的制造业发展新动向;而5G时代的到来将会拓展这些领域,并建立起一个以全球为单位的全面互联。根据发展前景分析,2013年由欧盟发启的这个项目在经过短短3年后便由我国的华为获得技术突破,并首次提供了相应的行业标准,虽然属于新兴业务,但在基站建设、移动通信技术推广方面华为已经超过美国的思科首先占据拥有了这块蛋糕的切割权。当下的应用正在国家一些大型工程方面,遍及化的應用有待进一步的手机市场拓展;但已经在网络系统吞吐率、网络资源利用率、频谱资源、智能化方面显示了其巨大的优势与威力。根据现有经验以及预期,可以看到5G网络在未来的应用范围将无所不包,比如,在智能家居方面,由于5G网络的普遍应用,可以将手机、所有家电进行可控制性的互联,并营造出4G时代不曾有的虚拟观看,使用户直接在手机上看到立体画面外投的家居情况。再如,通过5G技术的应用我国在“一带一路”上的各种物流点将会迅速的实现一点与多点之间的联通,真正实现物流信息的共享,而且产品的原产地将会直接通过虚拟世界的投影,使消费者与生产者之间建立起一个全景式的交互。从宏观上观察,如今正在退潮的全球化将会在5G网络的全面普及化下重新获得振作,并借助这个网络使我国的举国体制在世界范围内掀起新一轮的全球交互,如电力的全球化供应、军工业成果迅速转化到民用生产等将全面获得快速实现等。

4. 5G通信技术的研发

中国的3G移动通信技术和4G移动通信技术都在应用领域中发挥着作用,满足了人们对网络的高质量运行需求。在5G移动通信技术的研发进程中,对业务需求、未来的发展前景以及技术的升级等等都有所明确规定,而且进入到国际5G移动通信运行轨道。5G移动通信发展目标确定下来之后,主要的研究内容是体系架构、组网的频谱结构、无线传输等等,推进无线网络高通量、高密度方向发展。

5. 结束语

综上所述,信息时代,人们对通信技术的依赖性越来越强,对通信技术的要求也越来越高。为推进移动通信技术更好地发展而不断地技术升级,以最大限度地满足移动用户的需求。虽然目前通信技术已经达到4G水平,但是,面对用户更高的通信技术要求,就需要对5G通信技术进行研发,以推进通信技术为移动用户提供更为完美的服务。

参考文献:

[1]吴泉.5G通信技术应用场景及关键技术分析[J].网络安全技术与应用,2019,(5)

[2]廖德龄,刘怀仁,赵红阳.5G通信技术应用场景及关键技术探讨[J].通讯世界,2019,(1)

作者简介:

段昌盛 男(汉) 1975年7月 湖北巴东 硕士学位 恩施职业技术学院信息工程学院副教授,

主要研究方向:计算机网络技术,计算机软件技术

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