5G移動(dòng)通信技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用
時(shí)間:2022-12-07 11:02:46
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【摘要】隨著智能手機(jī)、平板電腦的廣泛使用,移動(dòng)通信技術(shù)迎來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。移動(dòng)通信技術(shù)成為當(dāng)下應(yīng)用最廣的,熱度最高的一門技術(shù),而5g無線通信技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)的4G移動(dòng)通信技術(shù)的升級(jí),5G憑借自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)可以有效地彌補(bǔ)4G在技術(shù)上的缺點(diǎn),在速度上和安全性有了極大的提高。本文主要論述了當(dāng)前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀,5G移動(dòng)通信技術(shù)上的特點(diǎn)并分析了未來5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】5G移動(dòng)通信技術(shù);主要特點(diǎn);應(yīng)用趨勢(shì)
5G是一種新興的移動(dòng)通信技術(shù),它的出現(xiàn)為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來了一場(chǎng)革命,同時(shí)也促進(jìn)了智能終端的廣泛使用。5G是建立在多種通信技術(shù)結(jié)合的基礎(chǔ)之上的,因而5G具有其他移動(dòng)通信技術(shù)難以比擬的優(yōu)勢(shì),是移動(dòng)通信技術(shù)上的一次革新。
1移動(dòng)通信技術(shù)的現(xiàn)狀
移動(dòng)通信技術(shù)的主要分為以下四個(gè)發(fā)展階段。第一代移動(dòng)通信技術(shù)誕生在20世紀(jì)80年代,80年代的時(shí)候出現(xiàn)了第一部真正意義上的民用手機(jī)。但是由于技術(shù)上的限制,手機(jī)的外形巨大,體積重,無法真正大面積推廣。20世紀(jì)90年代的時(shí)候,出線了第二代移動(dòng)通信技術(shù),與第一代通信技術(shù)相比,變化不大,沒有突破性的進(jìn)展。誕生于21世紀(jì)的第三代移動(dòng)通信技術(shù)帶來了真正意義上的變革,并且投入了廣泛的使用,傳輸速度和渠道有了大幅度的提升。近年來以智能手機(jī)為依托的第四代移動(dòng)通信技術(shù)傳輸速度更快,視頻更加清晰,信號(hào)失真度大大降低。我國(guó)從2013年開始研發(fā)5G移動(dòng)通信技術(shù),并且取得了一定的成績(jī),但是我國(guó)的5G技術(shù)尚處于初級(jí)階段。
25G移動(dòng)通信技術(shù)的主要特點(diǎn)
2.1速度快,延時(shí)小。4G相較于3G的傳輸速度更快,人們可以直接使用智能手機(jī)等移動(dòng)終端觀看高清視頻。5G在速度上比傳統(tǒng)的4G技術(shù)更快,傳輸速度可以達(dá)到10Gbit/s。網(wǎng)絡(luò)容量因?yàn)閭鬏斔俣鹊奶嵘灿辛撕艽蟮臄U(kuò)展。5G使得多個(gè)用戶在同一時(shí)間使用同一網(wǎng)絡(luò)變?yōu)榭赡堋?G通信傳輸速度的提高大大降低了通信過程中的傳輸延時(shí)。通信設(shè)備廠商對(duì)信號(hào)元件的處理有了長(zhǎng)足的改善,減少了數(shù)據(jù)包消耗的時(shí)間。2.2采用毫米波。毫米波的頻段處于紅外波與微波的頻段之間,因此具備兩種波的特點(diǎn),具體體現(xiàn)在傳輸容量、傳輸質(zhì)量和全天候通信等方面。2.2.1通信容量大。雖然數(shù)字設(shè)備的普及提高了用戶體驗(yàn),但也有明顯的缺點(diǎn)———數(shù)字信號(hào)占用的頻帶較寬。這個(gè)問題反映了毫米波的重要性。毫米波特別適用于高清晰度視頻等數(shù)字信息的傳輸,因?yàn)樗采w的頻帶很寬,可以滿足許多數(shù)字信號(hào)的傳輸要求。用戶的使用體驗(yàn)更佳。2.2.2抗干擾能力強(qiáng)。毫米波的頻率比較高,干擾源比較少,所以毫米波信道比較穩(wěn)定和可靠。2.2.3全天候通信。毫米波的優(yōu)點(diǎn)是穿透力強(qiáng),能夠穿透空氣中的煙霧、灰以及雨水。與紅外線或激光相比,對(duì)環(huán)境的要求比較低,并確保通信系統(tǒng)的可靠性和連續(xù)運(yùn)行。因此,毫米波是實(shí)現(xiàn)全天候通信的最佳選擇。2.3支持多連接設(shè)備,可以實(shí)現(xiàn)同頻全雙工。5G通信采用多輸入多輸出技術(shù)。通過引入一個(gè)大型天線陣列,數(shù)百個(gè)天線可以在同一時(shí)間接收信號(hào)。5G基站支持相同頻率的全雙工通信,發(fā)射機(jī)和接收機(jī)可以同時(shí)在同一頻段進(jìn)行信息的傳輸和接收,既減少了時(shí)間延遲,又大大提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量。與目前的4G移動(dòng)通信技術(shù)相比,5G技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更加明顯,可以同時(shí)支持少量手機(jī)或其他移動(dòng)終端設(shè)備同時(shí)接入。2.4需要建設(shè)大量的小基站。毫米波還有一個(gè)主要特點(diǎn)是的波長(zhǎng)很短,所以毫米波的元件尺寸可以做得非常小,占地空間少。毫米波在空氣中傳輸?shù)臅r(shí)候會(huì)有一定的衰減。部署大量小基站既是毫米波本身的特點(diǎn)決定的,同時(shí)也是現(xiàn)實(shí)需要。由于傳統(tǒng)基站的功率消耗較大,所以很多人擔(dān)心建設(shè)大量的小基站會(huì)不會(huì)對(duì)能源消耗造成大量的負(fù)荷。小基站的占地空間小,體積輕,因而消耗功率也相對(duì)較少。
3移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)
3.1萬物互聯(lián)。各種智能工具隨著4G時(shí)代的來臨就在不斷發(fā)展,但是由于技術(shù)水平比較低,所以人工智能的發(fā)展尚處于萌芽階段。這種發(fā)展?fàn)顩r與人們提出的萬物互聯(lián)的設(shè)想相差甚遠(yuǎn)。5G技術(shù)傳輸?shù)男畔⒘看?、傳輸速度快,技術(shù)先進(jìn),為智能時(shí)代的全面發(fā)展提供技術(shù)支撐,物聯(lián)網(wǎng)必然會(huì)隨著5G的發(fā)展而迅猛發(fā)展。例如,車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中最重要的方面是v2x技術(shù),它是車輛房和車輛,車輛和人之間的實(shí)時(shí)傳輸。在實(shí)現(xiàn)v2x技術(shù)后,人們會(huì)自發(fā)地感知周圍環(huán)境,及時(shí)通知駕駛員障礙物的存在,信號(hào)燈的變化以及其他駕駛狀況,以方便安全駕駛。5G技術(shù)在處理這些海量數(shù)據(jù)方面發(fā)揮著重要作用。3.2用戶可以在移動(dòng)端體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)?,F(xiàn)如今,4G技術(shù)可以讓人們隨時(shí)隨地觀看高清視頻,可當(dāng)面對(duì)快速發(fā)展起來的虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)中所需要傳輸?shù)暮A繑?shù)據(jù),就顯得有些心有余而力不足了。5G技術(shù)支持多連接設(shè)房備,可以實(shí)現(xiàn)同頻全雙工,極大地提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。使人們?cè)谑謾C(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端上面仍可獲得虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)。3.3生活云端化。5G技術(shù)的應(yīng)用還有一個(gè)非常重要的影響就是使生活變得云端化,可以大幅提升視頻的播放速度;在人們的日常生活中,“云”將扮演越來越重要的角色;傳統(tǒng)的硬盤存儲(chǔ)方式將被淘汰,大量文件將以云文件的形式被保存下來。云化的5G移動(dòng)內(nèi)容具有兩個(gè)發(fā)展趨勢(shì):從以前的中心云向邊緣云方向發(fā)展,然后再過渡到移動(dòng)設(shè)備云。隨著智能手機(jī)等智能移動(dòng)終端的大量使用,移動(dòng)數(shù)據(jù)量變得越來越大,數(shù)據(jù)越來越多,數(shù)據(jù)的形式也越來越多樣。5G可以有效地分析處理用戶的數(shù)據(jù),為用戶提供個(gè)性化的數(shù)據(jù)服務(wù),推送用戶感興趣的內(nèi)容,用戶的使用體驗(yàn)得到增強(qiáng)。另一方面,隨著移動(dòng)通信技術(shù)的日新月異,移動(dòng)設(shè)備可能成為具有提供剩余能力的資源,發(fā)展成為云內(nèi)容,并成為更為先進(jìn)的移動(dòng)設(shè)備云。3.4交互智能。智能家居和無人駕駛等智能化工具都需要信息技術(shù)的支持,它們的發(fā)展與信息技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸量和傳輸?shù)男视兄芮械年P(guān)系。5G技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)就是傳輸速度快,而且可以處理大容量的數(shù)據(jù)。5G技術(shù)的出現(xiàn)為智能城市的建設(shè)、模擬現(xiàn)實(shí)的游戲提供了技術(shù)上的支撐,他們必將改變?nèi)藗兾磥淼纳睢?G時(shí)代,在人們的日常生活中,大部分情況下只有電腦和手機(jī)才能連上網(wǎng),在5G時(shí)代,各種寵物項(xiàng)圈、家中的各種設(shè)備、出行使用的交通工具等等與人們?nèi)粘I钕嚓P(guān)的都可以連上網(wǎng)絡(luò)。所以5G時(shí)代的生活場(chǎng)景很可能是這樣的:如果主人飼養(yǎng)的寵物發(fā)生意外,可以通過項(xiàng)圈發(fā)現(xiàn)寵物的位置和發(fā)生的事情;家中如果需要補(bǔ)充食物,冰箱可以及時(shí)提醒主人購(gòu)買缺少的食材;交通連網(wǎng),可以有效地監(jiān)督交通路況,防止意外的產(chǎn)生,也可以出現(xiàn)交通事故的時(shí)候第一時(shí)間了解情況,找出應(yīng)對(duì)的措施。
4結(jié)語(yǔ)
移動(dòng)信息技術(shù)對(duì)于社會(huì)的發(fā)展起著非常重要的作用。人們對(duì)于移動(dòng)信息技術(shù)的要求也越來越高,無論是處理的信息量和分析處理信息數(shù)據(jù)的速度都有了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。研發(fā)人員要根據(jù)實(shí)際情況改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,革新5G技術(shù),實(shí)現(xiàn)5G技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。
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作者:馮堪為 單位:無錫市第一中學(xué)