5G通信技術(shù)演化及發(fā)展趨勢

時間:2022-07-18 02:50:31

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5G通信技術(shù)演化及發(fā)展趨勢

[摘要]5g通信技術(shù)是信息化時代實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)的技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用前提。對于5G通信技術(shù)的技術(shù)演化進(jìn)行分析,探究5G通信技術(shù)的核心技術(shù)應(yīng)用,繼而基于5G通信技術(shù)的基本特征,研究5G體系技術(shù)的應(yīng)用場景?;谑袌鐾ㄐ判枨笞兓Y(jié)合當(dāng)前5G通信技術(shù)的最新技術(shù)進(jìn)展,探究5G體系技術(shù)的發(fā)展趨勢

[關(guān)鍵詞]5G通信技術(shù);技術(shù)演化;應(yīng)用場景

信息化時代,人類對于數(shù)據(jù)的傳輸與應(yīng)用有著新的要求與標(biāo)準(zhǔn),信息傳輸?shù)某咚俾省⑿畔鬏數(shù)暮A咳莘e、信息傳輸?shù)某脱訒r是人們追求的三大方向,這也是實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)的基礎(chǔ)與前提?;谶@些需求,通信研究者及各類企業(yè)開始研究第五代通信技術(shù)——5G。目前,ITU、3GPP等國際通信組織推動5G通信技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用,由于5G通信技術(shù)具有增強(qiáng)移動寬帶(eMBB)、容大規(guī)模機(jī)器類通信(mMTC)、高可靠低延遲通信(URLLC)等基本特征,未來5G通信技術(shù)的應(yīng)用將顛覆當(dāng)前人們?nèi)粘I钪械男畔鬏敺绞脚c效能,從而使得世界主要經(jīng)濟(jì)體、通信龍頭企業(yè)及通信技術(shù)科研單位都不遺余力地研究5G技術(shù)。在此背景下,為更好地了解5G通信技術(shù),促進(jìn)我國5G通信技術(shù)理論研究的發(fā)展,研究5G通信技術(shù)的技術(shù)演化、應(yīng)用場景及發(fā)展趨勢,希望對5G通信技術(shù)的研究提供理論參考。

15G通信技術(shù)的技術(shù)演化與應(yīng)用場景分析

1.15G通信技術(shù)的技術(shù)演化。眾所周知,5G通信技術(shù)的核心功能是海量數(shù)據(jù)的可靠、即時傳輸,故而5G通信技術(shù)的技術(shù)演化主要是圍繞信息傳輸高效與可靠而展開。第一,突破電磁波利用效率的毫米波技術(shù)應(yīng)用。為了解決中低頻段的信道擁擠、高頻段的信息損失與穿墻性問題,首先業(yè)界對于低頻的毫米波進(jìn)行技術(shù)突破,實(shí)現(xiàn)超寬頻操作、超低延遲、聚合頻寬等性能。第二,波束賦形技術(shù)的迭代與超大規(guī)模MassiveMIMO的快速應(yīng)用,兩個技術(shù)的核心原理就是通過設(shè)置多軌道通信系統(tǒng),置入多天線,實(shí)現(xiàn)信號的疊加傳輸,提高信息傳輸效率,使用復(fù)數(shù)波束賦形天線,以實(shí)現(xiàn)龐大的資料傳輸?shù)挠辛夹g(shù)。第三,NetworkSlicing技術(shù)的采用。通過系統(tǒng)定義SDN架構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)信息傳輸模塊化,繼而使得各個模塊信息傳輸各司其職,互不干擾,確保信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性與可靠性,并提高頻譜的利用率。1.25G通信技術(shù)的應(yīng)用場景。5G通信技術(shù)的應(yīng)用場景是決定5G技術(shù)發(fā)展前景的關(guān)鍵,唯有豐富的應(yīng)用場景才能使得5G技術(shù)持續(xù)迭展。毫無疑義,對于5G通信技術(shù)的應(yīng)用場景分析,必須是基于5G通信技術(shù)高速傳輸、低延時、穩(wěn)定性強(qiáng)等特征。鑒于此,可以判斷未來5G的通信技術(shù)應(yīng)用方向包括海量數(shù)據(jù)傳輸、無線通信客戶體驗(yàn)優(yōu)化、5G智能服務(wù)三個方面,具體的應(yīng)用場景有:基于海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用場景,如聯(lián)網(wǎng)無人機(jī)、即時社交視頻、云端圖形的即時計(jì)算分析等;基于無線通信應(yīng)用的應(yīng)用場景,如即時通訊;基于智能AI的生產(chǎn)生活應(yīng)用,如智能制造、智慧醫(yī)療及自動駕駛等;基于5G智能服務(wù)的應(yīng)用場景,如智慧城市管理、智能服務(wù)終端應(yīng)用、個人智能應(yīng)用及AI助理等。

25G通信技術(shù)的發(fā)展趨勢探究

2.1新型頻譜資源的開發(fā)與利用技術(shù)快速發(fā)展。5G通信技術(shù)與3G、4G通信技術(shù)的本質(zhì)差別是通過對毫米波的研究,實(shí)現(xiàn)了新型頻譜資源的開發(fā),從而使得信息傳輸在一定程度上減小了頻譜資源有限對信息傳輸需求的抑制。當(dāng)前5G通信技術(shù)中對于毫米波及太赫茲這些新型頻譜資源的開發(fā)與利用都存在局限性,這會影響后期5G通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,故而在未來5G通信技術(shù)的發(fā)展過程中,新型頻譜資源的開發(fā)與利用技術(shù)快速發(fā)展。2.2通信頻段中中高頻譜的技術(shù)發(fā)展路線加速明確。當(dāng)前,5G通信技術(shù)的研發(fā)中,對于低頻譜的研究取得較大進(jìn)展,且各國的研究方向、思路及產(chǎn)業(yè)規(guī)劃路線基本一致,但是由于低頻譜資源的有限性制約,未來對于中高頻譜的研究必然是5G通信技術(shù)的研究重點(diǎn),而要有效地研究解決中高頻譜信息損耗、穿墻性等技術(shù)難題,必須有明確的技術(shù)發(fā)展規(guī)劃,故而在未來的5G通信技術(shù)研發(fā)中,通信頻段中高頻譜的技術(shù)發(fā)展路線加速明確。2.3新型多址通信技術(shù)得到快速迭代及應(yīng)用。長期以來,萬物互聯(lián)成為5G通信技術(shù)的應(yīng)用口號,而實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)必須要確保海量設(shè)備的極速接入,故而新型多址技術(shù)必將成為5G通信技術(shù)的研究重點(diǎn),當(dāng)前SCMA、PDMA、MUSA等多址技術(shù)還存在較大的缺陷,分離多用戶信息的能力還優(yōu)先,故而未來新型多址通信技術(shù)得到快速迭代及應(yīng)用。

3結(jié)語

5G通信技術(shù)的應(yīng)用是信息化時代全面向數(shù)字化時代轉(zhuǎn)型的重要標(biāo)志,是實(shí)現(xiàn)信息傳輸萬物互聯(lián)的基礎(chǔ)與前提。目前,憑借大規(guī)模天線陣列技術(shù)、超密集組網(wǎng)技術(shù)、新型多址技術(shù)、全頻譜接入等技術(shù)的融合應(yīng)用,5G通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了信息傳輸效能與可靠性的跨越式提升。展望未來,新型頻譜資源的開發(fā)與利用技術(shù)快速發(fā)展、通信頻段中高頻譜的技術(shù)發(fā)展路線加速明確、新型多址通信技術(shù)得到快速迭代及應(yīng)用,這是5G通信技術(shù)的發(fā)展趨勢。

【參考文獻(xiàn)】

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作者:路玉 單位:河南大學(xué)歐亞國際學(xué)院