5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展思考

時(shí)間:2022-11-12 08:42:03

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5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展思考

近年來(lái),不斷快速發(fā)展的通信技術(shù)為人們的生活帶來(lái)方便與快捷,移動(dòng)用戶日趨增多,同時(shí)對(duì)通信技術(shù)的要求也更高。為滿足用戶需求及物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)發(fā)與使用需求,不少國(guó)家都在研發(fā)5g移動(dòng)通信技術(shù),當(dāng)前我國(guó)5G移動(dòng)通信技術(shù)仍處于研究試驗(yàn)階段,為跟上全球先進(jìn)技術(shù)水平,需加大對(duì)5G移動(dòng)通信技術(shù)的研究力度。本文將對(duì)5G移動(dòng)通信技術(shù)的基本概述進(jìn)行描述,同時(shí)介紹5G移動(dòng)通信的重要技術(shù),如移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)、大規(guī)模MIMO技術(shù)、全雙工技術(shù)等,并分析了5G技術(shù)未來(lái)發(fā)展前景,促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái),實(shí)現(xiàn)智能交互,形成移動(dòng)設(shè)備云實(shí)現(xiàn)生活云端化。

1.5G移動(dòng)通信技術(shù)概述

5G移動(dòng)通信技術(shù)是在4G技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展的,但相較于第四代移動(dòng)通信技術(shù),5G技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì),如網(wǎng)絡(luò)速度高達(dá)4G技術(shù)的100倍,寬帶容量預(yù)計(jì)是4G技術(shù)的1000倍,且能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián),對(duì)于4G技術(shù)而言,5G移動(dòng)通信技術(shù)無(wú)疑是改革性的變化。當(dāng)前,我國(guó)5G移動(dòng)通信技術(shù)仍處于研發(fā)試驗(yàn)階段,雖比4G移動(dòng)通信技術(shù)多不少優(yōu)勢(shì),但同時(shí)也提出更高的要求,如5G移動(dòng)通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)頻譜是3.3-39GHz,集中在中高頻,需要我國(guó)增高高頻段無(wú)線電波的利用率,同時(shí)5G技術(shù)應(yīng)用需要更高的網(wǎng)絡(luò)覆蓋成本,且系統(tǒng)功耗較大,需要加大資金投入增加網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積,同時(shí)也需重點(diǎn)研發(fā)并設(shè)計(jì)軟配置,進(jìn)而降低成本與功耗(楊萬(wàn)鵬.5G移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展探究及其對(duì)基站配套影響分析,通訊世界,2019(05):125-126)。由此可知,5G移動(dòng)通信技術(shù)雖然是通信技術(shù)的重大改革,但也帶來(lái)了不少挑戰(zhàn),需要進(jìn)一步地研發(fā)以更好地應(yīng)用,進(jìn)而迎來(lái)5G移動(dòng)通信時(shí)代。

2.5G移動(dòng)通信重要技術(shù)

2.1移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)。移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)能夠提高智能終端設(shè)備的計(jì)算能力,給用戶帶來(lái)更好的服務(wù)體驗(yàn),滿足用戶工作與生活上的需求。移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)是指在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中運(yùn)用云計(jì)算來(lái)處理與計(jì)算更為復(fù)雜的信息與數(shù)據(jù),將處理的信息從移動(dòng)設(shè)備上傳送到移動(dòng)設(shè)備云端,能夠有效降低能源消耗,它是一種全新的信息技術(shù)資源,同時(shí)也能交付和使用。此外,移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)的速度更為高效,能為用戶提供更高的服務(wù)以滿足他們更高的需求,如可提供遠(yuǎn)程安全服務(wù),或是服務(wù)器多設(shè)備無(wú)縫連接,不會(huì)影響到傳輸速度與質(zhì)量,換言之,不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)卡頓、延遲等現(xiàn)象,由此可知,移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)是第五代移動(dòng)通信的重要技術(shù),能夠降低5G技術(shù)應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)的能源消耗大的問(wèn)題,具有一定的優(yōu)勢(shì)(徐勇軍,彭瑤,余曉磊,陳前斌.面向5G協(xié)作通信系統(tǒng)的資源分配技術(shù)綜述,重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2019,31(02):143-157.)。2.2大規(guī)模MIMO技術(shù)。因5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用覆蓋面積不足,可通過(guò)大規(guī)模MIMO技術(shù)來(lái)提高天線增益,進(jìn)而增加網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積。MIMO技術(shù)是第五代移動(dòng)通信的核心技術(shù),它能夠充分利用空間資源在發(fā)射端和接收端分別對(duì)多個(gè)天線進(jìn)行發(fā)射與接收,再將資料信息進(jìn)行整合,能夠有效提高無(wú)線傳輸效率,同時(shí)也能夠提升通信質(zhì)量與容量。對(duì)于4G移動(dòng)通信技術(shù),通常2*2的MIMO技術(shù)就能提高雙倍的容量,而對(duì)于5G技術(shù),因傳輸速度更高且傳播頻譜集中在中高頻,需要更高的頻譜利用率,所以對(duì)MIMO技術(shù)的要求更高,需要使用大規(guī)模MIMO技術(shù),如256*256甚至更高,大規(guī)模MIMO技術(shù)能夠以數(shù)百倍地趨勢(shì)提高系統(tǒng)信道容量(魏斌,焦亮,孟繁瑞.5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展前景思考,中國(guó)新通信,2019,21(07):19),由此可知,大規(guī)模MIMO技術(shù)是5G移動(dòng)通信技術(shù)的重要核心技術(shù)。2.3全雙工技術(shù)。全雙工技術(shù)是指可以相同時(shí)間相同頻率地發(fā)出相同信號(hào)的雙向技術(shù),能夠有效提高頻譜的利用率,且使用起來(lái)更為靈活,一定程度能夠挖掘無(wú)線頻譜資源并進(jìn)行有效運(yùn)用,進(jìn)而增強(qiáng)設(shè)備的使用功能,如圖1。當(dāng)前,因信號(hào)的接收與發(fā)送時(shí)功率有差別,再加上系統(tǒng)中有不少干擾因素,會(huì)造成通信時(shí)出現(xiàn)自我干擾現(xiàn)象,導(dǎo)致減損了無(wú)線資源,而將全雙工技術(shù)與MIMO技術(shù)有效結(jié)合,提高無(wú)線傳輸效率,并對(duì)技術(shù)與容量進(jìn)行分析與研究,促進(jìn)通信時(shí)能夠使用相同頻率的信號(hào)進(jìn)行雙向通信,以減少在信號(hào)發(fā)送與接收過(guò)程中出現(xiàn)的干擾因素,進(jìn)而提高效率。

3.5G移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展前景

3.1物聯(lián)網(wǎng)?,F(xiàn)階段,我國(guó)5G移動(dòng)通信技術(shù)仍處于研發(fā)試驗(yàn)階段,但縱觀試驗(yàn)結(jié)果,可知5G移動(dòng)通信技術(shù)具有非常好的發(fā)展前景,除了提升傳輸速度與改變通信方式以外,還能夠支持多設(shè)備共同使用,滿足人們的使用需求,同時(shí)也會(huì)影響到社會(huì)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián),迎來(lái)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。物聯(lián)網(wǎng)是指所有具有獨(dú)立功能的物體通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或電信網(wǎng)等信息承載體來(lái)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,通過(guò)物聯(lián)網(wǎng),可以利用互聯(lián)網(wǎng)來(lái)對(duì)機(jī)器設(shè)備、汽車或家庭設(shè)備進(jìn)行控制,能夠廣泛運(yùn)用于各個(gè)行業(yè),如物流行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)等,促進(jìn)智能化發(fā)展(楊武,楊大飛,琚云.技術(shù)差距理論框架下產(chǎn)業(yè)技術(shù)安全測(cè)度研究——以5G移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)為例,科技進(jìn)步與對(duì)策,2019,36(08):60-67)。4G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用無(wú)法滿足物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求,因傳輸速度等因素較難實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián),而應(yīng)用5G移動(dòng)通信技術(shù)能夠很好地改善這一點(diǎn),5G技術(shù)專為loT設(shè)計(jì)大連接場(chǎng)景,NB-1oT、eMTC作為該場(chǎng)景的主要技術(shù)方案,可提供窄帶大連接能力,而物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)覆蓋面積大,且要求低功耗,5G移動(dòng)通信技術(shù)能夠很好地滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求,并能夠解決當(dāng)前技術(shù)存在的問(wèn)題,如覆蓋面積不夠廣、容量小成本高、功耗高等,5G移動(dòng)通信技術(shù)具有高效率、大流量、低功耗等優(yōu)勢(shì),能夠滿足萬(wàn)物互聯(lián)的需求,推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來(lái)的步伐。3.2智能交互。5G移動(dòng)通信技術(shù)未來(lái)發(fā)展與應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)智能交互,因第五代移動(dòng)通信技術(shù)具有高容量與高效率等優(yōu)勢(shì),此外,其網(wǎng)絡(luò)傳輸速度更快,相較于4G移動(dòng)通信技術(shù),具有更短的延遲時(shí)間,快速進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能交互,使城市發(fā)展更具智能化,促進(jìn)智慧城市的發(fā)展。5G移動(dòng)通信技術(shù)促進(jìn)智能交互發(fā)展,能夠滿足當(dāng)前不少科技成果的實(shí)現(xiàn),比如無(wú)人駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療、VR技術(shù)等,還可通過(guò)5G移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)城市的部分公共設(shè)施進(jìn)行智能化管理,與此同時(shí),5G移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能交互并廣泛運(yùn)用于各個(gè)區(qū)域范圍,譬如汽車、監(jiān)控、建筑等,這些都能實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)與智能交互(戴維.融合協(xié)同創(chuàng)新面向未來(lái)的5G移動(dòng)通信基站管理趨勢(shì),人民郵電,2018-09-19(008)),同時(shí),5G移動(dòng)通信技術(shù)運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域還能起到監(jiān)管作用,自動(dòng)化、智能化對(duì)城市及社會(huì)發(fā)展進(jìn)行有效監(jiān)督,促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)朝智能化方向發(fā)展。由此可知,5G移動(dòng)通信技術(shù)相較于4G具有更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,它是新時(shí)代新社會(huì)發(fā)展的重要支撐,促進(jìn)智能化發(fā)展。3.3移動(dòng)設(shè)備云。上述可知,5G移動(dòng)通信技術(shù)具有移動(dòng)云計(jì)算這一重要核心技術(shù),能夠處理更為復(fù)雜的數(shù)據(jù),解決能源消耗大的問(wèn)題,形成移動(dòng)設(shè)備云,為用戶提供豐富的資源,同時(shí)也能提高計(jì)算能力,促進(jìn)用戶通過(guò)移動(dòng)設(shè)備更好地對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算與存儲(chǔ)。5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用能夠提升云技術(shù),實(shí)現(xiàn)生活云端化,云盤廣泛應(yīng)用于生活與工作中,滿足不同行業(yè)的不同需求,能夠隨時(shí)隨地地利用云盤進(jìn)行文件傳送,滿足用戶的需求,給用戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)。5G移動(dòng)通信技術(shù)與AI、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算結(jié)合,能夠強(qiáng)化內(nèi)生,從開(kāi)源生態(tài)促進(jìn)5G端到端產(chǎn)業(yè)生態(tài),形成5G+無(wú)人機(jī)、5G+機(jī)器人、5G+AR、5G+VR、5G+視頻等端產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各行業(yè)融合促進(jìn)產(chǎn)業(yè)繁榮,進(jìn)而貫徹到城市的方方面面,形成智慧交通、智慧工業(yè)、智慧醫(yī)療、智慧教育、智慧城市等,進(jìn)而構(gòu)筑協(xié)同共贏的生態(tài)格局。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述,5G移動(dòng)通信技術(shù)相比于前幾代移動(dòng)通信技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì),可以促進(jìn)萬(wàn)物互聯(lián)迎來(lái)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái),同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)智能交互與形成移動(dòng)設(shè)為用戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)。

作者:鄭錫飛 單位:中國(guó)移動(dòng)山西公司呂梁分公司