5G移动通信技术现状与发展 焦路亮

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:焦路亮 武韬 张骞予 周光伟 朱强强
[导读] 摘要:随着产业的不断发展,5G移动通信系统得到了快速发展,物联网和移动互联网结合是未来5G技术的主要应用趋势。
        (北方自动控制技术研究所  山西太原  030006)
        摘要:随着产业的不断发展,5G移动通信系统得到了快速发展,物联网和移动互联网结合是未来5G技术的主要应用趋势。5G移动通信系统的应用将会提升传感设备和机器通信之间的支撑能力,以及网络自感知智能化能力和自我调整的能力,能够灵活应对未来信息社会的高速变化。在未来,5G技术将会涉及人们生活的各个区域,尤其是密集住宅区、办公室等,并且这些场景的流量和连接数密度都非常高,再加上其具有超高移动性,给5G技术的应用带来了巨大的挑战。基于此,文章就5G移动通信技术现状与发展展开论述。
        关键词:5G技术;移动通信;技术现状;技术发展
        引言
        对于5G通信技术而言,是从4G单一的技术转化为更加全面的综合技术,作为新一代的通信手段,5G网络的峰值最大速率甚至可达到10Gb/s。在5G的通信时代下,用户将会体验到速度快、范围广、随时随地的高速移动上网服务。目前,这一技术在世界范围上还处于稳步推进的阶段,技术还不够成熟,世界各国都在积极展开对这项技术的研究,让其早日服务于广大用户。
        1、国内外发展现状
        1.1国外发展现状
        欧盟作为最早投资研发和构建5G通信技术的地方,相关的委员会表示希望在新一轮的移动通信技术发展方面能够占据领先的地位,以此来打破之前在移动通信行业中与亚洲其他国家竞争时候的不利局面,一直在鼓励和支持欧洲各国大力发展和研究5G技术。但是,实际的情况却不尽人意,甚至进行得十分缓慢,主要是由于在过程中频谱资源相对匮乏、基站设备比较少、监管又十分严格,这些客观因素压制着各大运营商对此的投资动力,从而导致其发展和研究的进展变得十分缓慢。
        美国作为当今世界的头号大国之一,同样加入对5G移动通信技术的研究与发展中。在2017年的时候,纽约大学的理工学院成立了一个由政府和企业组成的研究团队,致力于共同研究5G技术,同时,美国国家科学基金为鼓励和支持,给该研究团队提供巨额的资金援助。由于美国在发展5G技术的过程中,选择了使用高频段的频谱作为5G的通信频段,而对于高频段来说,尽管美国有较大的优势,但实际的开发难度巨大,其应用的速度缓慢,导致发展的前景不乐观。
        1.2国内发展现状
        2017年12月,我国发改委发布《关于组织实施2018年新一代信息基础设施建设工程的通知》,该通知计划到2018年的时候,有不少于5个城市和地区可以开展5G规模组网试点,同时,对于5G基站的数量要求不少于50个。随着我国华为通信企业的不断发展,5G技术在我国得到了稳步前进,其发展态势处于快速上升的阶段。2018年,我国工信部正式向外界宣布为中国电信、中国移动、中国联通三大运营商发放5G系统中低频段试验频率,这一举动进一步推动了我国5G产业链的成熟与发展。在2019年6月,我国工信部更向中国移动、中国电信、中国联通三大运营商发放相关的5G商用牌照,促进了中国5G商用落地,随后,三大运营商也公布相应的5G套餐。
        在2019年10月,我国各个城市纷纷出现了使用5G技术的用户。随着我国5G技术的不断发展,到2020年,我国5G发射基站有望占全球的一半。
        2、5G移动通信技术的关键技术
        2.1无线网络技术
        无线网络技术下设很多小分支,如多载波技术、大规模的MIMO技术和全双工技术。第一,多载波技术。这项技术就是5G移动通信技术数据速率如此高的原因。多载波技术的基础是滤波器组,它的发送端可以利用合成滤波器来调制多载波,这样一来接收端就可以对滤波器组进行分析。

从传播速度上看,5G移动通信技术的速度非常快,甚至可以达到1GHz,它的优势非常明显,具体表现在频谱效率和抗多径衰落两个方面。针对宽带频谱应用能力欠缺的问题也应当采取多载波技术来帮助解决。目前,OFDM技术是在移动通信技术中最常应用的技术,OFDM技术的应用大大提高了系统的频谱效率。第二,大规模的MIMO技术。大规模的MIMO技术也之多天线技术,在很大程度上提高了整个系统的容量,保证了系统的传输速率和频谱效率。可以实现在同一时段给更多用户提供各种服务的目标,空间分辨率也得到了很大程度的改善。第三,全双工技术。全双工技术的实现可以更加灵活地应用频谱技术,同时又可以实现同时、同频的双向通信,有效提升了频谱的利用效率,减少了无线资源浪费。这是与4G通信技术完全不一样的地方,可以实现全双工通信技术的前提就是消除自干扰,它的应用对于提高了5G移动通信效益有着重要的意义,不过想要在未来对MIMO系统实现大范围的应用还要对其进行进一步研究。
        2.2无线传输技术
        无线传输技术的组成部分主要包括超密集异构网络技术和自组织网络技术等。第一,自组织网络技术又可以称为网络智能化技术,可以提高网络的自我愈合和自我配置能力,大大提高了网络的运行效率,还能起到自动排除故障的作用。这种技术的应用大大减少了人力的工作负担,也在一定程度上减少了成本投入。可以说,自组织技术是5G移动通信技术中非常重要的部分。除此之外,云计算技术在5G移动通信技术中占有非常重要的地位,它的工作原理是根据交换机网络连接基站和站点,是很多通信网络中的大型服务器运行的基础,另外它的云计算存储功能也十分突出,可以存储大量的数据,保证不同业务可以顺利开展。第二,超密集异构网络技术。5G移动通信的网络节点和终端的距离非常相近,并且无线接入的形式也比较多,在很大程度上提高了网络传输的频谱效率和功率,优化了系统的性能,提升了系统运行的灵活性。超密集异构网络技术是5G移动通信性能技术应用的基础,它可以缩短不同节点之间的距离,提高信号传递的效率,但是目前我国在应用该项通信技术时还存在很多问题,虽然有关工作人员也一直在研究有线回传的形式,希望可以进一步优化系统的运行程序,极大地节省各种资源。
        3、5G移动通信的发展趋势
        与传统移动通信技术相比,5G移动通信技术在无线覆盖率和资源利用率方面有了明显提升,信息传输速度也非常快,可以更好地满足不同用户的不同需求,给用户带来更好的体验。因此,世界各国都非常重视对于5G移动通信技术的研究。新型体系结构建设是5G系统发展的重要方向之一,无线传输技术的应用是未来5G移动发展的趋势,其重点在于对频谱资源进行研究。想要更好地推动5G移动通信技术的应用,就必须积极采取有效措施来拓宽频谱资源,从各个方面着手对5G移动通信技术进行优化。目前,经济全球化的形势在不断加剧,全球正处在移动通信发展和变革的重要时期,各国都在不断加强对于频率资源的探究,以减低资源的利用量、提高资源的利用效率为目标来优化频率资源的应用,积极推进5G通信技术的发展,让电信设备朝着小型化、虚拟化、分布化的方向发展。虽然目前5G移动通信技术还没有被广泛应用,但是随着经济的不断发展,智能化的商品开始进入人们的生活,甚至成为生活的组成部分,比如人们经常使用的手机、家用电器等,可以说在生活的各个领域都可以看到智能化产品的身影。智能化技术也是5G移动通信网络技术未来发展的一个方向,现在5G移动通信技术研发已经进入一个关键时期,在未来5G移动通信技术的发展还尚不清晰,还需要研发人员的努力,如何实现在5G移动通信网络基础上与智能化产品连接形成一个移动的数据库存,并为不同的行业提供服务是现阶段需要研究的问题。
        结语
        目前5G移动通信技术只是处在理论研发阶段,还没有实现大范围的推广使用,因此有关部门应该结合我国发展的实际,加大对于5G移动通信技术研究的支持力度,帮助尽早实现5G移动通信技术的应用,以加快我国信息化时代的进步,让5G通信技术可以更好地为其他行业的长远健康发展奠定良好的基础。
        参考文献:
        [1]简小女.5G移动通信技术发展现状与趋势[J].湖北农机化,2019(18):30.
        [2]李杰.关于对5G移动通信发展的思考[J].通讯世界,2019,26(01):59-60.
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