5G通信技術發展與應用探析(3篇)

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5G通信技術發展與應用探析(3篇)

第一篇:5g無線通信技術發展跟蹤與應用

【摘要】經過長期的發展研究,眼下我國正處于4G通信時代,預計至2020年前我國將全面進入5G時代,這也意味著我國無線通信技術即將發展至第五代。相比于現如今的第四代無線通信技術,5G無線通信技術將一次性解決網絡連接不穩、數據傳輸中斷等一系列問題,為保障和提高用戶的通信質量以及信息傳輸質量奠定堅實良好的技術基礎?;诖?,本文將著重圍繞5G無線通信技術發展跟蹤與應用研究進行簡要分析。

【關鍵詞】5G無線通信技術;發展跟蹤;實際應用

引言

相比于之前的二代、三代和四代無線通信技術,5G無線通信技術能夠有效實現頻譜特別是高頻段頻譜資源的充分運用,并且在實現若干點、天線以及用戶的相互協作下,使得通信系統性能能夠得到極大優化。受此影響,數據傳輸速度越來越快、通信質量逐漸提高,但能耗與成本卻得到了有效控制,因此發展5G無線通信技術并進一步擴大其應用范圍具有十分重要的現實意義。

一、5G無線通信技術發展跟蹤

1、多天線傳輸通信。5G無線通信技術發展中形成的全新多天線傳輸通信技術,通過立足大規模MIMO以及天線陣列,能夠在現有基礎上實現陣列增益的進一步提升。達到優化小區總頻譜,實現邊緣用戶頻譜利用率的最大化。全新的多天線傳輸通信技術在優化改進MIMO天線的過程中,創造性地引入了有源天線技術,進而可以高效便捷地獲取位于小區基站當中所部署的MassiveMIMO情況,真正幫助實現3D波束成形,進而大大增強系統容量,使其能夠與不斷增長的小區容量和下載速率需求相符合[1]。2、高頻傳輸通信。與之前幾代無線通信技術最大的不同,5G無線通信技術將更加關注高頻段頻譜資源的利用。韓國三星公司通過測量了包括28GHz以及37GHz在內的眾多頻段信道,并在此基礎上開發了相應的樣機,使得下載速率能夠基本穩定在1Gbit左右。但5G時代下所面臨的移動通信場景將更加復雜化、多元化,單純利用現有的頻譜資源勢必難以有效滿足這一需求。通過發展運用豐富的高頻段頻譜資源,在有效利用其寬傳輸帶下,能夠快速完成短距離通信傳輸工作,并保障較高的通信質量水平。但由于受到空氣介質傳播吸收作用,在傳播高頻段電磁波的過程中極有可能出現損耗角度的情況,因此目前只能采用直徑傳輸的方式傳輸高頻段電磁波,但在5G無線通信技術的不斷發展下,這一技術問題必然將得到有效突破。3、密集網絡通信。在即將到來的5G時代下,數據業務量將飛速增加,因此小區采用密集部署形式可以有效提高5G無線通信技術的性能。該技術的運用和發展下,可以將更多低功率節點引入其中,有效增強熱點的同時達到全面消除盲點的效果,從而進一步擴大網絡覆蓋范圍,實現系統的大容量。由于小區密度的不斷增加,會在很大程度上改變原有的網絡拓撲結構,使其變得愈發復雜,進而有可能增加干擾情況。因而有研究人員提出可以通過將小區協調技術與參考信號技術進行深入融合,利用二者優勢互補的方式使得僅依靠自身調控便可以在各自由度下完成抗干擾,避免出現信號相互交錯的問題。此外有研究證明,微蜂窩滲透率為20%的情況下,容量可提升千倍。因此在提高滲透率的過程中,也可以嘗試運用微蜂窩,以此有效擴展容量[2]。4、華為5G無線技術。華為從2009年便開始投身于5G無線技術研究,并在2013年已經成功完成室內樣機,從2015年開始其大規模進入外場試驗。目前其正處于標準研發狀態,華為作為當前全球通信行業的領導者,為5G技術的發展提供了重要技術基礎。其通過加大對新空口、新架構以及頻譜的研究力度,在開放合作下,積極與新加坡、俄羅斯等全球超過20個國家的主流運營商進行合作,致力于共同推進5G技術的發展?,F階段其研發出的首個E2E網絡切片樣機能夠有效完成遠程機械實時控制的低時延業務和虛擬現實的eMBB業務。其的毫米波測試床,實現了峰值速率達到70Gbps的目標。

二、5G無線通信技術的實際應用

1、安卓系統。該系統總共擁有包括應用程序框架層、應用程序以及系統內核層、系統運行庫層,在運用5G無線通信技術的過程中,將其置于安卓系統內核層,可以有效分離系統基礎文件與硬盤驅動。不僅如此,通過運用5G無線通信技術,還可以實現硬盤驅動和云存儲端的同步存儲,將硬盤驅動中的文件資料、視頻等存儲在空間更大的云端中,進而有效釋放緩存、擴大終端系統存儲空間,保障安卓系統本身的安全性。2、光場相機。與普通相機不同的是光場相機采用先拍照后對焦的方式,因此在抓拍或是瞬時拍照的過程中不再對照片模糊度予以過度關注。受此影響,光場照片對容量也提出了較高的要求。有研究顯示,一張普通照片的大小大約為200M,而通過利用5G無線通信技術,在充分發揮其高速存儲功能下,可以光場相機存儲直接與云存儲端相同步,進而有效擴大光場相機容量,高速精準地完成照片傳輸和存儲工作。3、比特幣。5G無線通信技術的另一大重要特性便在于其擁有強大的兼容性,可以同時兼容以往所有的無線通信協議以及WIFI通信技術,從根本上解決資源浪費問題。在5G無線通信技術的應用下,出現了一種全新的概念型產品即比特幣,其作為一種虛擬貨幣,主要是通過運用位于各個網絡節點當中的分布式數據庫,從而詳細記錄和確認每一筆交易行為。其自身帶有的復雜算法有效控制了貨幣濫造問題,而利用5G無線通信技術的快速讀寫功能和私密信息保護技術,則可以有效保障比特幣的安全性,為其實現進一步發展提供重要保障。

三、結束語

本文通過對5G無線通信技術在發展過程中所產生的多天線傳輸通信和高頻傳輸通信技術,以及密集網絡通信技術等進行簡要介紹,說明了5G無線通信技術相比于以往的無線通信技術,具備低延時、通信更加安全可靠、指出大規模人、物連接、上網峰值速率更高等眾多優勢特點。雖然華為企業在領銜我國5G無線通信技術研發的過程中,還存在些許技術難題尚未完全攻克,但在我國通信技術水平的飛速提升下,相信未來還將出現更加完善的5G無線通信技術,進而帶領人們進入到一個更加高效、便捷的通信世界。

參考文獻

[1]鄒琴晴.5G無線通信技術概念及相關應用[J].信息通信,2017(07):236-237.

[2]張培培.5G無線通信技術的應用前景分析[J].無線互聯科技,2016(24):32-33.

作者:高路楠 霍曉培 單位:華北理工大學

第二篇:5G通信技術發展與應用

【摘要】5G憑借高效、可靠、便捷的功能特性將成為人工智能時代的主流通信技術。本文對5G通信技術發展與應用進行探究,結論顯示:多天線空分技術與非正交通信技術是5G無線技術的發展方向、NFV云原生技術與云計算儲存技術是5G通信承接及功能發展的重點、人工智能技術融合與運維系統自動化是5G通信系統的趨勢;5G通信技術日趨成熟,功能逐漸豐富,但由于技術協同不足與推廣成本過高,在5G垂直應用領域不成熟的背景下難以大規模商用,但隨著人工智能的發展,5G通信技術必將成為主流通信技術。

【關鍵詞】5G;通信技術;應用推廣;發展趨勢

1前言

隨著4G技術快速成熟,基于市場的需求變化,5G通信技術開始快速發展,5G的標準化進程持續加速,各國政府與通信運營商也先后出臺了5G頻譜規劃,以期快速實現5G技術的市場化運營。5G通信技術的快速發展與應用說明通信行業已逐步從“業務適配網絡”思路向“網絡適配業務”思路轉變,但是5G通信技術的市場化運營還需要建立在技術上成熟、經濟上實惠、使用上便捷的基礎上。本文基于5G通信技術的核心技術分析,探究5G通信技術的發展應用[1]。

25G通信技術的發展概況與趨勢剖析

2.1無線網絡技術方面,多天線空分技術與非正交通信技術是發展方向

頻譜資源有限是無線技術發展繞不開的坎,故而無論是1G、2G、3G或者4G等通信技術都是圍繞這提升頻譜效率這一核心功能而展開研發及應用。從目前5G通信技術的研究來看,多天線空分技術是真正可以實現頻譜效率快速提升和擴容的核心技術,目前代表性的多天線空分技術為MassiveMIMO,其支持更為精準的波束控制、更高的并發流數,且已被許多通信運營商用作提升4G網絡的頻譜效率。與此同時,由于未來通信市場的應用需求會呈現出連接數量多、流量需求小,正交通信技術的應用成本較高,且對于通信傳輸過程中的遠近效應難以克服,因而5G技術提出非正交通信技術,其核心是優化遠近效應,且降低成本,部分發達國家的通信運營商可以憑借非正交技術可實現信息傳輸的完全免調度,因此無線網絡技術方面,多天線空分技術與非正交通信技術是發展方向[2]。

2.2通信承載與功能方面,NFV技術與云計算儲存技術是發展重點

在當前的5G通信技術發展中,云化部署、分層解耦已成為5G通信技術發展的重要特征,其中最重要的支撐技術就是NFV技術。NFV技術就是基于大型共享的OTS(Off-The-Shelf,成品)服務器,通過軟件定義的方式,探索網絡實體的虛擬化使用,其優勢在于NFV技術中,基于軟件定義的虛擬機部署成本低,而且可以快速適應網絡需求變化。在云計算、虛擬化技術的發展過程中,服務器可部署在獨立的物理服務器上進行并行處理,滿足網絡峰值需求,還可以根據通信網絡需求,在合適的時候釋放資源,不僅有利于通信服務器部署,而且還有利于系統故障的排除與管理,并且根據市場需求進行服務器的快速升級,最終滿足通信市場不斷變化的通信需求[3]。

2.3網絡運營與維護方面,人工智能技術融合與運維系統自動化是趨勢

隨著通信市場需求的快速變化,5G通信技術不能再依賴人工進行通信系統參數配置,與此同時通過專家經驗形成技術策略的方式也逐步落伍,因此在5G通信技術中將引入智能引擎,逐步通過數字化程序來生成智能策略與系統參數自動匹配,從而降低5G通信系統網絡運營的成本,提升網絡運營與維護的效率。目前中興通訊、中國移動都可以實現5G移動負載均衡(MLB),即利用射頻指紋庫的數據分析,通過機器學習(ML)/深度學習(DL)算法對負荷提前預測,精選切換用戶和目標小區,使得負荷快速降低并達到均衡狀態,平均用戶吞吐量提升10%以上,且實現了網絡運營成本的大幅降低,故而說網絡運營與維護方面人工智能技術融合與運維系統自動化是趨勢[4]。

3關于5G通信技術市場化應用的若干思考

3.15G通信技術日趨成熟,但技術協同效應仍存欠缺

如前所述,當前5G通信技術的核心技術基本實現了巨大突破,單項技術的功能穩定性已具備商用能力,但是由于各類核心技術的分別掌握在各國的主要運營商手中,要真正實現各技術的低成本協同,目前還存在不足,如日本、德國在多天線空間分布、非正交等技術方面獨占鰲頭,而美國、中國在云原生態技術應用方面頗具優勢,但要各國運營商貢獻自身的核心創新技術,難度較大,這將制約5G通信技術的可持續發展與應用,因而未來在技術合作方面是5G應該重點推動的。

3.25G通信技術功能豐富,但應用的經濟性存在瑕疵

不可否認,5G通信技術功能豐富,具有速度快、可靠性好、使用方便等特征,但是必須正視的是,5G通信技術目前的商業成本較高,通信運營商通過5G實現大幅度盈利基本較難,因而在當前通信運營商市場競爭加劇、營業收入承壓的背景下,大規模推廣5G通信技術的可能性不高。與此同時,在5G通信技術的垂直行業應用未出現明顯增長的背景下,主流通信運營商對5G的投資主要是技術儲備。

3.3隨著人工智能的發展,5G通信技術必將廣泛應用

當前,人工智能技術快速發展,在城市管理方面,智慧城市系統的提出將需要5G通信技術的支持;在生態環境保護方面,5G能提升生態檢測的便捷性與可靠性,從而實現5G技術在環保層面的使用;在工業生產及應用方面,工業自動化生產、汽車自動駕駛、智能AI的快速普及,將真正大規模的打開5G通信技術的運用空間?;诖?,我國應該加快對5G核心技術的研發投入與支持,要真正掌握5G通信的核心技術,真正通過技術創新實現產業發展。

4結語

總而言之,5G通信技術必將是人工智能時代的主流通信技術。雖然5G通信技術日趨成熟,且通信傳輸功能逐漸豐富,但由于5G領域各環節的核心技術協同能力不足,加之在4G技術基本滿足市場基礎需求的背景下,綜合成本過高的5G技術難以推廣應用。更為重要的是,在5G垂直應用領域不成熟的背景下,5G技術缺乏足夠的應用場景。展望未來,隨著人工智能的發展,5G通信技術必將成為主流通信技術。

參考文獻

[1]孔令兵.5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術[J].通信電源技術,2015,32(04):124-125.

[2]李章明.5G移動通信技術及發展趨勢的分析與探討[J].廣東通信技術,2015,35(04):44-46.

[3]蔡志猛.5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術[J].數字技術與應用,2015,(02):41.

作者:朱曼華 單位:河南大學歐亞國際學院

第三篇:5G移動通信技術發展前瞻與應用

【摘要】本文分析了5G技術的特點,我們根據中國移動集團的業務特點,闡述了5G移動通信技術發展的前瞻技術及應用,包括無線網絡技術的運用和發展,無線傳輸技術的使用等。文章認為,5G移動通信技術的出現為通信行業創造了機遇,但與此同時也是一個較大的挑戰。

【關鍵詞】5G移動通信技術發展前瞻應用

一、前言

移動通信是一個具有極大潛力的發展領域。中國移動集團把握萬物互聯機遇,致力于成為數字化創新的全球領先的電信運營商,深化創新驅動,全面實施“大連接戰略”,而中移鐵通公司作為中國移動全業務發展的支撐、服務、拓展者,以超常規、只爭朝夕的進取精神,助力中國移動在5G通信領域發展開拓新局面。本文將對5G技術的特點與前瞻技術應用進行介紹。

二、5G技術的特點分析

5G移動通信技術是在4G的基礎上的新發展,想要更好地去認知5G技術,就得對相應技術特征有大致的把握。5G技術特征大致有以下幾點:1、5G移動通信技術,在體系方面實現了新突破,比起2G、3G、4G技術而言,5G更重視點與點之間的物理層傳輸和編譯碼技術的進步,實現了關鍵性技術的突破,并且加強了對多用戶、多點址、多天線、多小區分布的統籌關注。2、5G技術不僅重視了技術的革新和發展,還在客戶體驗、網絡速度提出了新要求和新規劃,在技術研發中更加重視客戶體驗感受和實用程度。3、在5G技術研發過程中,會有更多的高頻段資源被利用。然而,高頻段無線電波也無可避免地存在著缺陷和不足,其穿透能力有限。因此,在研發5G技術時,會對穿透性強的技術給予關注。4、相較于傳統移動通信技術,5G技術擴大了移動通信的覆蓋面積。而由于一直以來室內通信不足的現象,隨著社會的發展,人們對于室內移動通信的要求越來越高,這也是5G移動通信技術重點的重視的技術,有了以往覆蓋面廣泛的基礎,5G移動通信技術將優先發展室內通信技術。5、在5G移動通信技術的背景下,運營商的運營成本將會進一步的降低,通過技術手段,運營商可以根據整個網絡的流量使用情況,對網絡資源進行合理的調節和分配,不僅降低運用成本還不影響用戶的使用體驗。

三、5G移動通信技術發展的前瞻技術應用

1.無線網絡技術的運用和發展。5G系統的特殊性主要表現為SDN與SON技術的應用。SDN技術的特性在于它能夠簡化較為復雜的網絡技術,并實現控制功能。無論處于什么情況,SDN技術都能夠通過控制器來實現資源優化和網絡協同。但這一技術對資源和相應報告的處理和運行仍然是一個難以攻克的課題,還處于不斷發展和完善過程中。SON技術將重心放在網絡部署、運行和維修上,竭力推動網路智能化水平不斷提高。但實際情況是,網絡協同方面存在著一定的問題,需要不斷優化系統參數以實現系統自我愈合。此外,5G技術系統也是超密集異構技術的運用。該技術應用下將解決傳統通信系統中要求通過增加低功率借點數量而提升系統整體容量的現狀。但應用中應注意解決存在的多覆蓋層次等問題。

2.無線傳輸技術的使用。我們可以把網絡傳輸劃分為三種重要技術:第一,5G體系內的多載波技術。這一技術以濾波器組為核心,實現移動通信系統的頻譜效率突破和多徑衰落問題的解決。然而該技術應用過程中為使多載波性能得以提升,要求濾波器做好長度設計工作,至少保證子信道數量滿足頻率相應的實際要求,因此在實際應用中需從此問題著手保證技術應用效果得以發揮。第二,4G系統里的MIMO技術。現階段的5G技術,在大規模運用時出現了新的特性,例如空間分辨率極高,頻率資源和功率被控制住并有所提高。此外,當天線數量充足,MIMO技術能夠有效降低設備發射功率,保證設備內編碼系統的有效運轉。第三,新式的全雙工技術。該技術實質為一種雙向技術,具有同頻同時等特征,可靈活應用頻譜資源,提高頻譜利用效率,并將無線頻譜中的潛在資源挖掘出來。

四、結論

5G移動通信技術的出現的發現為通信行業創造了機遇,但與此同時也是一個較大的挑戰。中國移動集團依托得天獨厚的網絡資源以及大中華地區高速暢通的互聯優勢,以設施一流的標準機房、高速穩定的接入帶寬、強大迅速的技術支撐、安全可靠的保障措施、貼心全面的優質服務,逐步成為政府機構、企事業單位、ICP客戶優選的運營商級信息服務平臺。中移鐵通公司應在維護及工程建設方面助力中國移動,開拓5G領域發展新局面。通信行業需要理清思路,順應發展趨勢,推動技術發展科學化、人性化和智能化,在市場競爭大潮中脫穎而出。

參考文獻

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[4]唐長寧.淺析部隊5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術[J].科技風,2017,(5):54.

[5]王實.5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術[J].信息通信,2015,(12):253-253,254.

作者:王悅 單位:中移鐵通有限公司上海分公司

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