第五代移動通信技術(shù)概述及未來發(fā)展趨勢
本文關(guān)鍵詞:移動通信技術(shù),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
[摘 要]第5代移動通信技術(shù)5G是繼4G之后,為了滿足智能終端的快速普及和移動互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展而正在研發(fā)的下一代無線移動通信技術(shù),是面向2020年以后人類信息社會需求的無線移動通信系統(tǒng)。本文首先介紹了5G的概念,又著重介紹了5G的7點技術(shù)特征,最后對5G未來的發(fā)展趨勢進行展望。
[關(guān)鍵詞]5G移動通信技術(shù) 發(fā)展趨勢 技術(shù)特征
中圖分類號:TE933.207 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)13-0164-01
隨著信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,無線移動通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量正以每年接近100%的速度增長,預(yù)計未來10年,無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量將增加1000倍,聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將高達500億臺(部) ,新興智能業(yè)務(wù)將層出不窮,迫切需要更加高速、更加高效、更加智能化的新一代無線移動通信技術(shù)來支撐。因此,在全球第4代移動通信(4G)網(wǎng)絡(luò)的部署方興未艾之時,第5代移動通信技術(shù)(5G,fifth- generation)的研發(fā)已拉開大幕[1],成為整個學(xué)術(shù)界和信息產(chǎn)業(yè)界最熱門的課題之一,掀起全球移動通信領(lǐng)域新一輪的技術(shù)競爭。5G是繼4G之后,為了滿足智能終端的快速普及和移動互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展而正在研發(fā)的新一代移動通信技術(shù),是面向2020年以后人類信息社會需求的第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)。
一、5G移動通信技術(shù)概述
5G是未來十年的發(fā)展方向,根據(jù)以往的移動通信技術(shù)發(fā)展的規(guī)律分析,5G應(yīng)具有著超高的頻譜利用率及利用能效,在傳輸速率和資源的利用效率方面,將比現(xiàn)今的4G技術(shù)有一個高度和質(zhì)的提升,在其無線信號的覆蓋性能、傳輸時效、通信安全及用戶體驗方面也將會有明顯的提高和進步。5G移動通信技術(shù)和其他無線移動技術(shù)有著深入的聯(lián)系和結(jié)合,形成了新一代的全面性的通信網(wǎng)絡(luò)。滿足未來十年互聯(lián)網(wǎng)移動通信網(wǎng)速的1000倍要求。未來5G移動通信還須很強的靈活性,可實現(xiàn)自動化和智能化的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整。但由于5G 技術(shù)過于新穎,學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界還沒有對其進行定義;相關(guān)諸如國際電信聯(lián)盟(ITU)等國際通信標(biāo)準(zhǔn)機構(gòu)及全球3GPP、WiMAX 等移動通信論壇也沒有給出正式的技術(shù)定義,使得5G技術(shù)至今還沒有一個清晰的概念。
目前,國內(nèi)外專家學(xué)者沿用傳統(tǒng)的對移動通信技術(shù)的劃代方式,對5G進行初步定義。常見的說法是,5G就是傳輸速率達到10Gb/s的下一代移動通信技術(shù),美國著名的《時代》雜志,在報道5G時也沿用這種說法。
二、5G的技術(shù)特征
對于5G 的未來愿景和應(yīng)用,學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界都進行了相關(guān)描述,從這些描述中可以總結(jié)出人們對未來5G 的技術(shù)需求,相對于傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)
絡(luò),5G 應(yīng)具有如下的基本特征[2]:
1、互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)目擴大100倍
隨著物聯(lián)網(wǎng)和智能終端的快速發(fā)展,預(yù)計2020年后,聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備數(shù)目將達到500~1000億部(個)。未來的5G網(wǎng)絡(luò)單位覆蓋面積內(nèi)支持的設(shè)備數(shù)目將大大增加,相對于目前的4G網(wǎng)絡(luò)將增長100倍,一些特殊應(yīng)用,單位面積內(nèi)通過5G聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備數(shù)目將達到100萬/。
2、數(shù)據(jù)流量增長1000倍
業(yè)界預(yù)測10年后,全球移動數(shù)據(jù)流量將達到2010年的1000倍。因此,5G的單位面積的吞吐量能力,特別是忙時吞吐量能力也要求提升1000倍,至少達到100 Gb/s/km2以上。
3、峰值速率至少10Gb/s
面向2020年的5G網(wǎng)絡(luò),相對于4G網(wǎng)絡(luò)的峰值速率,其峰值速率需要提升10倍,即達到10Gb/s,特殊場景下,用戶的單鏈路速率要求達到10Gb/s。
4、用戶可獲得速率達到10Mb/s,特殊用戶需求達到100Mb /s
未來5G網(wǎng)絡(luò),在絕大多數(shù)的條件下,任何用戶一般都能夠獲得10Mb/s以上的速率,對于諸如急救車內(nèi)高清醫(yī)療圖像傳輸服務(wù)等特殊需求用戶和業(yè)務(wù),獲得速率將高達100Mb/s。
5、網(wǎng)絡(luò)耗能低
綠色低碳、節(jié)省能源是未來通信技術(shù)的發(fā)展趨勢,未來的5G 網(wǎng)絡(luò),要利用端到端的節(jié)能設(shè)計,使網(wǎng)絡(luò)綜合能耗效率提高1 000 倍,滿足1 000 倍流量要求,但能耗與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)?shù)乃健?
6、頻譜利用率高
由于5G網(wǎng)絡(luò)的用戶規(guī)模大、業(yè)務(wù)量大、流量高,,對頻率的需求量大,要通過演進及頻率倍增或壓縮等創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用,提升頻率利用率。相對于4G網(wǎng)絡(luò),5G 的平均頻譜效率需要5~10倍的提升,解決大流量帶來的頻譜資源短缺問題。
7、可靠性高和時延短
2020年的5G網(wǎng)絡(luò),要滿足用戶隨時隨地的在線體驗服務(wù),并滿足諸如應(yīng)急通信、工業(yè)信息系統(tǒng)等更多高價值場景需求。因此,要求進一步降低用戶時延和控制時延,相對于4G網(wǎng)絡(luò)要縮短5~10倍。對于關(guān)系人類生命、重大財產(chǎn)安全的業(yè)務(wù),端到端服務(wù)可靠性需提升到99.999%以上。
三、5G的發(fā)展趨勢
移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為5G移動通信提供了動力基礎(chǔ)。移動互聯(lián)網(wǎng)將成為未來各種技術(shù)的基礎(chǔ)性平臺。當(dāng)前的移動通信技術(shù)和無線技術(shù)將成為5G通信系統(tǒng)的基礎(chǔ),但有著更高的通信傳輸質(zhì)量和系統(tǒng)效率的要求。當(dāng)然,全球關(guān)于5G的技術(shù)研究,還處于早期階段,將來還要經(jīng)過技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)化、外場試驗等階段,并最終實現(xiàn)商用部署。不過,盡管對于5G概念和技術(shù)仍在探討,但對于5G標(biāo)準(zhǔn)融合的大方向,現(xiàn)在學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界基本形成了共識。在2G、3G時代,不同的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)之間存在較大的差異。而在4G時代,TD-LTE和LTE-FDD在核心網(wǎng)方面已擁有95%的相似性,在無線傳輸方面也有90%的相似性。面向2020年的5G時代,在頻譜的使用上將更加高效和靈活,核心技術(shù)和系統(tǒng)架構(gòu)將進一步融合,全球共用一套通信標(biāo)準(zhǔn)將成為5G技術(shù)的發(fā)展趨勢。
而最終5G技術(shù)的發(fā)展也會在當(dāng)前科學(xué)信息技術(shù)新的發(fā)展和變革時期中形成自己的特點:一,更加注重用戶的體驗,提高和改善通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率、吞吐效率及3D等下能力,將成為5G性能的重要指標(biāo);二,完善和健全網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)多點、多面、多用戶多無線,提高系統(tǒng)性能;三,5G技術(shù)將實現(xiàn)無處不在的無線信號覆蓋,優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo);四,充分利用高頻段頻譜資源,實現(xiàn)5G的普遍廣泛應(yīng)用;五,可靈活化的配置5G移動無線通信網(wǎng)絡(luò),相關(guān)通信運營商科根據(jù)實時的流量動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源,降低成本和消耗[3]。
四、結(jié)語
總之,5G是面向2020年信息社會需求的新一代移動通信系統(tǒng),學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界正在對其概念和技術(shù)進行廣泛探討,盡管尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),但隨著信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,5G的關(guān)鍵技術(shù)將取得實質(zhì)性的突破,具有更廣闊的應(yīng)用前景,全面提升全球信息化程度和經(jīng)濟發(fā)展。
參考文獻:
[1] 王鵬.4G未來5G已來:傳輸速率較4G高百倍網(wǎng)絡(luò)容量高千倍[EB/OL]. ( 2013 - 05 - 22) [2014 - 02 - 20].
[2] 王軍選.未來移動通信系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)[J].通信技術(shù),2009,42( 09) : 142 - 147.
[3] 尤肖虎.未來移動通信技術(shù)發(fā)展趨勢與展望[M].電信技術(shù).2013,11,(12):124-125.
本文關(guān)鍵詞:移動通信技術(shù),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:285758
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