对5g移动通信发展与技术问题探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 对 5G 移动通信发展与技术问题探讨 【摘 要】本文将依据 5G 移动通 讯技术的优势，阐述了 5G 移动通讯技 术在未来发展的主要趋势，并对 5G 移 动通讯技术运用过程中的关键技术进行 了简要的分析，且指出了我国在研究与 运用 5G 移动通讯技术时需要注意的难 点，以期丰富我国对 5G 通讯技术的研 究理论。 中国论文网 /8/view-12932953.htm 【关键词】5G；移动通信；发展； 技术；问题 随着信息时代的不断发展，无线 网络通信技术也得到了突飞猛进的进步， 特别是在第四代移动通信系统技术，也 就是 4G 技术日趋成熟的情况下，积极 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 开发第五代移动通信系统技术（以下简 称 5G）逐渐成为现代通讯企业研究的 重要课题。为了满足人们日益增长的网 络需求，保障通讯的稳定，实现信息的 飞速l 展，各大通讯企业已经加大了 对 5G 技术的研究和开发力度。从 5G 技术的优势而言，相对于前四代移动通 信系统技术，其会得到广泛的适用，并 成为新一代移动通信的主力军。目前， 我国已经进入到 5G 的研究阶段，并在 2016 年实施了关于 5G 关键技术的实施。 但是，仍有不少人对 5G 存在错误的认 知，且 5G 在适用过程中也存在诸多难 点，以待攻破。 1 5G 移动通讯技术的概述 第五代移动通信系统技术主要是 对第四代移动通信系统的延伸，在当前 的研究领域当中，不少学者认为第五代 移动通信系统（简称 5G）的体系架构 主要可以分为三个部分，一个是网络部 署场景、一个是接入网，还有一个核心 网。自从我国第二代蜂窝系统技术被研 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 究出台以后，人们越来越重视峰值服务 速率指标，并将该指标作为信号技术新 能的关键指标来处理。依据以往的研究 历史，2G、3G 与 4G 都经过了大约十 年的研发周期。因此，可以推算出，5G 与世人见面的时间大约为 2020 年。相 对于 4G 而言，5G 会具有更多的优势， 其效能更高，网络的稳定性更高，且具 有更高的资源利用率和更快的传输率。 但是，从当前我国 4G 运营的结果来看， 其所需要面临的最大问题是设备的限制 与技术的制约，导致 4G 的传输速率只 能保持在 75Mbps 之内。而 5G 则可能 突破这一限制，为人们带来更快的传输 速度。 通过 4G 的运行结果以及人们的 期待来看，将来的 5G 可能会具有覆概 率高、低耗能、热点高容量、可靠性高 和性能强的优点。从目前我国通信企业 对 5G 研究的重点来看，5G 更关注用户 的体验及满意度，并提高了网络在空间 上的广域覆盖的功能。如果说 4G 比 3G -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 技术具有更高的速度，那么 5G 就比 4G 具有更大的应用范围和无处不在的连接 功能。使得使用者能在任何地方、任何 时间使用任何设备都能快速的连接到网 络。其次，依据我国最新出版白皮书的 要求，5G 还必须满足绿色环保的创造 理念，也就是说，5G 还必须具有低耗 能特点。由于 5G 会比 4G 具有更快的 速度，对手机等设备的电池要求更更高， 为了降低能源损耗，实现可持续发展， 5G 还必须具备低耗能的优势。同时， 目前可联网的设备不仅局限于手机，还 有其他智能设备，如何降低这些智能设 备的耗损量，也是 5G 研究课题当中应 该予以重视的问题。另外，热点高容量 也是将来 5G 技术研究的重要方向。由 于 4G 技术在运用过程中会出现流量需 求大时传输速率下降的问题，给人们的 通信网络使用带来一定的不便。为了更 方便人们的通信使用，5G 将强对该问 题的研究力度，并保障在人口密度大的 地方也平均分配传输速率，不会让使用 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 者出现卡顿及消息滞后的现象。由此可 见，将来的 5G 技术必然会具备热点高 容量的优势。5G 技术还具有可靠性的 优势。目前全球的通信公司普遍认为 5G 低时延的认知是其低时延性达到 1ms，且稳定率及可靠性高达 99.999% 以上，每位用户的最小容量可以达到 1Gbps。从该项认知可以看出，未来的 5G 技术边会具有低时延性与高可靠性。 最后，5G 还会具有更高的端性能。由 于未来智能设备会越来越多，如何在保 障智能设备后台程序运行时的通信稳定， 保障设备信息发送和下载的稳定及效率， 也成为 5G 研究的重要课题。可见，未 来 5G 技术必然会具有更良好的端性能。 2 5G 移动通讯运用的关键技术 自从 ITU 在 2015 年确定了 5G 的发展目标之后，对 5G 关键技术的研 究也提上了日程，并在 2016 年有望全 球统一 5G 标准。但是，现阶段的标准 制定则需要急切的解决低频与高频、移 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 动宽带与物联网之间的应用标准，而以 下所述的大规模的 MIMO 技术、毫米 波通信技术和 D2D 技术就是为解决这 两大问题而研发出来的。 （1）大规模的 MIMO 技术 如果说 4G 是有了更快的速度， 那 5G 就是有了更广阔的运用范围。因 此，大规模 MIMO 技术是 5G 开发中最 重要的技术，也是 5G 提高频谱效率的 关键技术。大规模 MIMO 技术又可以 称之为大型天线系统，是在 4G 的基础 上，将原来的 8 根天线增加到数百甚至 是数千根服务线的一种技术。对该技术 的的改革，可以有效实现一个基站多个 用户的同时通信。通过额外的天线将信 号能量传输以及接受整合到一个很小的 空间之内，促使用户终端能获取大大量 的吞吐量，且提高了能源的使用效率。 大规模 MIMO 技术的设计思维，主要 是想实现通讯系统的时分双工操作，也 可以被运用在品分双工操作系统之上。 这种大规模的 MIMO 技术具有非常大 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 的优势，其元件的价格非常低、耗能也 比较低，可有有效减少信息延迟的现象， 且被广大用户所使用。大规模 MIMO 技术的出现，给许多传统的通讯系统的 改良带来了新的解决思路，对信息方向 也有了新的研究进展。当前，我国大唐、 华为和中兴企业都已经完成了对大规模 MIMO 技术的测试工作。从测试的结果 来看，其峰值传输速度可以达到 4Gnps，相对于传统的双流技术，速度 提高了 8 倍。正是由于这项技术的存在， 促使我国 2020 年实现 5G 覆盖成为了可 行之事。 （2）毫米波通信技术 毫米波技术是微波向高频与光波 向低频的发展与延伸。由于目前全球的 断频资源非常短缺，大部分国家的无线 电信系统频谱都在 6GHz 以下，但是 3GHz 到 60GHz 频段的资源却是非常丰 富的。因此，如果将 5G 技术的频谱控 制在 9.9GHz 到 86GHz 之间，就能充分 开发利用毫米波频段上的资源了。通过 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 开展 RAT 技术的研究，以 LET 技术作 为网络广域覆盖研究的基础，就可以在 9.9GHz 到 86GHz 频谱断之间实现超密 集网络（UDN）了，且 UDN 与 LET 之 间就能产生重叠与覆盖，就能在有限的 空间内部署更多的天线，也能保障通信 的稳定与传输速度。当前我国的贝尔实 验室已经在毫米波段上开始了大规模 MIMO 技术的研究，并已经实现了容量 增加与效率提升，其传输速率可以使得 用户的网络下载更为高效，能在几秒之 间就能达到几百兆的数据传输，该研究 结果为 5G 的实现奠定了扎实的技术基 础。 （3）D2D 技术 D2D 简单来说就是设备之间的通 信，对其研究的主要目的是为了提升用 户的体验感与使用质量。自从 5G 概念 提出之后，有越来越多的人开始关注 D2D 技术，意图在 5G 当中融入 D2D 技术来提高用户的满意度。目前，全球 对 D2D 技术的研究已经逐渐进入到成 熟阶段，从基站协调逐渐向基站完全不 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 参与的方向发展。国外也有很多研究者 开始了对 D2 技术作为设备中继的研究 课题，促使设备能不在基站覆盖范围之 内也能连接到蜂窝网络。相对于蓝牙与 WIFI 技术而言， D2D 具有的优势是能 在蜂窝系统的频段之上工作，也就是说， 通信双方的稳定性会更高，使用质量也 有所保障。目前，国内外研究的 D2D 通信形式主要有广播、多播和单薄这三 种。因此，其会比蜂窝网络更加难以调 和，更为复杂，目前我国对该项技术的 研究人处于深化当中。由于 D2D 通信 会比蓝牙具有具体更长、通信更稳定的 优势，也不需要用户的手动配对。所以， 其在 5G 当中的运用可能性会更高，为 大量终端的大规模移动网络及多种通信 业共通提供了实现的可能性。 3 5G 移动通讯发展中应注意的关 键点 结合 3G 与 4G 的技术研究重点 来看，其更关注的是移动宽带应用场景 的系统容量和数据速率的提升之上。目 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 前，我国 5G 技术已经充分实现了对技 术研究的突破，也明确了具体的定义和 相关的标准。可见，在未来运用 5G 技 术是大势所趋，是时代发展的需求。但 是，结合我国 3G 与 4G 技术的运用现 状来看，未来我国 5G 技术的运用仍需 要注意以下几个关键点：一、网络信息 安全和用户隐私，当前我国网络层的信 息安全与用户因素都是基于传统的计算 机分析方法来进行的，但是 5G 技术使 用的是无线通信技术，其与传统的计算 机分析方法存在一定差异，因此，在 5G 当中使用传统的计算机分析方法是 不合适的，必须研究出新的分析方法， 以此保障 5G 用户的信息安全与隐私； 二、为了充分凸显出 5G 的广域覆盖优 势，还需要加强 5G 在深海、地下、高 空等偏僻地区的数据传输稳定性及速率， 这些地方的通信传输本身是依据声波与 激光来实现的，并具有非常大的局限性， 如何在这些偏僻领域保障通信畅通一直 都是人们研究的重c；三、纳米通信， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 随着近年来纳米技术的不断发展，纳米 技术也逐渐适用于通信系统当中，也有 研究者提出了借鉴细胞与病毒的传播机 理来构建通信系统，这些理念的提出为 5G 研究提供了新的方向，应该予以重 视；四、社交网络，由于对 5G 技术的 不断深入研究，有人提出了六度分隔理 论，以此为社交网络提供了理论基础， 也为 5G 技术的运用提出了新的难题； 五、软件定义网络，随着 5G 技术的标 准制定之后，将传统网络当中的数据平 面与控制平面分离，促使网络之间实现 了更好的融合，可有效打破传统网络之 间的区分，大大提高了网络之间的兼容 性。 由于以上研究理论及课题的提出， 给 5G 技术的运用带来新的可能性，也 给 5G 的具体运用带来了新的困难。且 随着这些理念在 5G 研究领域的影响不 断加大，笔者认为，这些应该作为 5G 移动通信发展的中应充分关注的关键点， 加强对这些理论及技术的研究力度，以 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 期不断丰富 5G 移动通信技术研究的理 论基础及技术基础。 4 结论