張雪
摘 要:隨著科學技術(shù)的發(fā)展,通信技術(shù)的革新成為二十一世紀最備受矚目的一個領(lǐng)域,也是發(fā)展最快的一個產(chǎn)業(yè),在短短不到二十年間,移動通信技術(shù)就發(fā)生了三次革新,每一次革新都給人們的生活帶來巨大改變,因此研究5G移動通信技術(shù)對于我國經(jīng)濟的發(fā)展具有十分重要的意義,本文將從5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)出發(fā),全方位解析了我國5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù),深入研究未來我國通信領(lǐng)域的發(fā)展趨勢,對我國通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有價值的參考和借鑒。在3G/4G通信技術(shù)的持續(xù)發(fā)展背景下,5G移動通信技術(shù)因獨特的研發(fā)特征,成為通信行業(yè)的新寵,5G移動網(wǎng)絡(luò)“以用戶為中心”,相比4G網(wǎng)絡(luò)的“以服務(wù)為中心”概念更具實際效益,更具有卓越的移動性能。
關(guān)鍵詞:5G;移動信息通信;網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號:TN929.5 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2018)11-0017-01
1 5G移動通信技術(shù)的關(guān)鍵要點
1.1 無線接入技術(shù)
以BDMA(射束分割多址技術(shù))、NOMA(非正交多址接入技術(shù))為基本內(nèi)容,利用更加廣泛的信號寬帶,為用戶提供更加便捷化的應(yīng)用指標。目前所發(fā)明的BDMA技術(shù)、NOMA技術(shù),可較快地適應(yīng)5G的基本要求,如AOA(達角)無線配置、FFT塊CP信號參數(shù)等,具有較強的適用價值。
1.2 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)
強化低功率節(jié)點數(shù)量、縮減小區(qū)半徑成為基本技術(shù)指標。
超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是基于提升數(shù)據(jù)流量所衍生的構(gòu)成要點,可保證5G網(wǎng)絡(luò)的智能終端普及效益。密集部署網(wǎng)絡(luò)可有效縮減終端設(shè)備與各個節(jié)點間的實際距離,便于增強網(wǎng)絡(luò)功率和頻譜效率,對不同接入技術(shù)的覆蓋層次性能也有所幫助。
此外,依據(jù)現(xiàn)有站點的10倍以上范圍,并將其維持在10~15m范圍內(nèi)容(每1km2滿足25000用戶需求),可以緩解用戶基數(shù)與站點數(shù)值1:1比例情況。同時,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)動態(tài)部署技術(shù),準確感知各個相鄰節(jié)點,完成選擇網(wǎng)絡(luò)、協(xié)調(diào)節(jié)點間距、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)等工序。
以5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)超密集場景的跨層干擾協(xié)調(diào)優(yōu)化為例,由于小站覆蓋范圍較小,微小區(qū)網(wǎng)絡(luò)具有能耗效率高、信號質(zhì)量好等優(yōu)勢。利用ABS站點配置策略,宏觀規(guī)劃節(jié)點區(qū)域范圍與鄰區(qū)間干擾情況,統(tǒng)計小站區(qū)域范圍自身所帶有的RB資源,為強化CRE擴展效益提供輔助條件,便于吸收區(qū)間吸收用戶數(shù)量,計算各個UE所提供的信息服務(wù)數(shù)據(jù)(跨層干擾協(xié)調(diào)優(yōu)化方法),協(xié)調(diào)用戶和業(yè)務(wù)各自的差異性。
1.3 大規(guī)模MIMO
在2016世界電信標準化全會(WTSA16)中,我國正式提出推進IMT-2020(5G)標準化研究工作。這相比4G技術(shù)所提供的峰值速率增長至數(shù)十倍(連接100萬用戶/平方公里),目前,大規(guī)模MIMO技術(shù)依然是5G移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題,仍需有效解決。以大規(guī)模天線陣列方式集中模式為例,利用空間維度的無線資源,與小區(qū)用戶的平均頻譜效率相融合,滿足流量增長需求。
1.4 SDN/NFV
SDN(軟件定義網(wǎng)絡(luò))與NFV(網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù),利用數(shù)據(jù)分離、軟件化、虛擬化概念,為5G移動通信網(wǎng)絡(luò)提供技術(shù)支撐,SDN以基礎(chǔ)設(shè)施層(網(wǎng)絡(luò)最底層)、中間層(控制層)、最上層(應(yīng)用層)為主,涵蓋了API網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)用內(nèi)容,通過控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的應(yīng)用平面,集中網(wǎng)絡(luò)控制功能設(shè)備儀器,具有簡化全網(wǎng)管理程序的功效。
NFV是從網(wǎng)絡(luò)運營商的角度出發(fā)的網(wǎng)絡(luò)體系,利用IT技術(shù)平臺來實現(xiàn)功能虛擬化,并與所對應(yīng)的功能塊相銜接,便于統(tǒng)一調(diào)用相關(guān)虛擬資源。
2 5G移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢
2.1 高頻段傳輸
目前,移動通信系統(tǒng)頻段主要是3GHz以內(nèi),伴隨著用戶人數(shù)的增加,頻譜資源也變得十分擁擠,然而在高頻段里,如毫米波頻率是27.3~350GHz,而帶寬則高達284.6GHz,超過微波全部帶寬的12倍。微波與毫米波相比,元器件的尺寸要小很多,毫米波系統(tǒng)能輕而易舉小型化,實現(xiàn)進行極高速短距離通信,支持5G傳輸速率和容量需求。
2.2 多天線傳輸技術(shù)
多天線技術(shù),經(jīng)歷了從二維到三維,從無源到有源,從高階多輸入多輸出到大規(guī)模陣列的發(fā)展,能把頻譜利用率提高到數(shù)十五倍甚至再高,是目前5G技術(shù)唯一重要研究方向。
2.3 同時同頻全雙工技術(shù)
同時同頻全雙工技術(shù)被稱為高效的頻譜效率技術(shù),該技術(shù)在相同的物理信道上對兩個方向信號的進行傳輸,在通信雙工節(jié)點的接收機處通過對取消自身發(fā)射的信號干擾,在發(fā)射信號時候,同時接收另一節(jié)點的相同頻信號。
2.4 設(shè)備間直接通信技術(shù)
以往的移動通信系統(tǒng)連網(wǎng)方式,以基站為中心點,實現(xiàn)對市區(qū)覆蓋,基站及中繼站是不能隨便移動的,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是有限制的,在未來的5G網(wǎng)絡(luò)里,用戶規(guī)模大,數(shù)據(jù)流量大,以傳統(tǒng)的基站模式為中心的組網(wǎng)方式,是沒辦法滿足業(yè)務(wù)需求。D2D直接通信技術(shù)在沒有基站的情況下也能運轉(zhuǎn),實現(xiàn)通信設(shè)備的直接通信,開拓了接入方式和網(wǎng)絡(luò)連接。
2.5 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
5G是一個智能化、寬帶化、多元化、綜合化的網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)流量是4G的1000倍。想要實現(xiàn)目標有兩種技術(shù):一是在宏基站處布置大規(guī)模天線來取得室外空間增益,二是布置密集網(wǎng)絡(luò)來滿足室外和室內(nèi)數(shù)據(jù)需求。在未來里,向高頻段寬帶,將采用更加密集的方案,部署高達200個以上扇區(qū)。
2.6 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)
為了滿足在未來里,使用高容量、大規(guī)模的用戶需求,未來的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將具有低時延、低成本、易維護、扁平化特點。目前產(chǎn)業(yè)界主要集中在云架構(gòu)和C-RAN的研究上。
2.7 智能化技術(shù)
5G的中心網(wǎng)絡(luò),是由大型的服務(wù)器來組成的云計算平臺,通過交換機網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)交換功能的路由器與基站相連接,宏基站具有大數(shù)據(jù)存儲功能和云計算功能,時效性特強或特別大的數(shù)據(jù),提交到云計算中心進行網(wǎng)絡(luò)處理,終端或基站的數(shù)量、形態(tài)多,不一樣的業(yè)務(wù)選取不一樣的頻段,連接方式和天線多樣化。所以,需要具有自動模式切換、智能配置、智能識別的功能,實現(xiàn)智能組網(wǎng),在未來里,智能化技術(shù)是實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的是關(guān)鍵技術(shù)。
3 5G移動通信的總體發(fā)展趨勢
3.1 用戶體驗
由于5G移動通信技術(shù)以人為本的特征,從而能夠給用戶提供良好的用戶體驗,甚至改變了模擬技術(shù)在5G移動通信技術(shù)中的發(fā)展,將系統(tǒng)的吞吐能力提高了二十倍。智能化的互動用戶體驗,由于植入智能芯片,能夠給用戶提供特殊的用戶體驗,從根本上將各種業(yè)務(wù)融入在互動用戶體驗中,促進我國5G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的不斷擴展。
3.2 突破性
5G移動通信技術(shù)突破了傳統(tǒng)移動傳輸技術(shù)對距離的限制,在信號功率上,具有長足的進步,不只局限于傳統(tǒng)的物理層的傳輸,而著手衛(wèi)星通信技術(shù)的研發(fā),將5G移動通信技術(shù)與信道編譯碼技術(shù)結(jié)合起來,從而大幅度的提升了5G移動通信技術(shù)的技術(shù)指標。當然,5G移動通信技術(shù)最重要的優(yōu)勢在于平臺性,能夠擴展5G移動通信技術(shù)相關(guān)的業(yè)務(wù)的體系構(gòu)架,從而創(chuàng)建新興的移動業(yè)務(wù)。這些業(yè)務(wù)可以采用地區(qū)性劃分,將用戶以區(qū)域的形式進行劃分,從而統(tǒng)籌業(yè)務(wù),不斷的細化業(yè)務(wù)。
3.3 覆蓋性
5G移動通信技術(shù)的覆蓋性不止關(guān)于5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用范圍,還在一定程度上表明了5G移動通信技術(shù)的未來發(fā)展方向。未來的5G移動通信技術(shù)越發(fā)的朝著室內(nèi)移動通信發(fā)展,相關(guān)專家表明,5G移動通信技術(shù)在室內(nèi)的覆蓋能力比起室外具有更重要的意義,一方面這項研究,改變了我國移動通信技術(shù)的發(fā)展格局,將5G移動通信技術(shù)的覆蓋能力逐漸內(nèi)移。另一方面,5G移動通信技術(shù)在室內(nèi)具有更強大的業(yè)務(wù)支撐,因此室內(nèi)5G移動通信技術(shù)的覆蓋擁有更大的發(fā)展前景。
3.4 軟件的研發(fā)
也是發(fā)展5G移動通信技術(shù)的重要途徑,一定程度上業(yè)務(wù)流量決定了5G移動通信技術(shù)的發(fā)展前景,因此擴展業(yè)務(wù)流量的軟件開發(fā)工作對于發(fā)展5G移動通信技術(shù)的核心科技具有一定的推動作用。除此之外,還能有效地解決網(wǎng)絡(luò)運營的成本。
4 結(jié)語
綜上所述,5G移動通信關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用是推動5G移動通信時代到來的重要環(huán)節(jié),同時,將5G移動通信融入于市場之中,擴展業(yè)務(wù),能夠在短時間內(nèi)完善5G移動網(wǎng)絡(luò)的用戶體驗和應(yīng)用效果,從而促進我國經(jīng)濟又好又快發(fā)展。