淺談第五代移動通信技術(shù)

曾凱

摘要：現(xiàn)如今，隨著時代的發(fā)展，移動通信技術(shù)也發(fā)展迅猛，現(xiàn)在，5G時代也終于到來。第五代移動通信技術(shù)（5G）是新一代移動信息技術(shù)發(fā)展的主要方向，是未來新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。

關(guān)鍵詞：NSA;SA;5G移動通信網(wǎng)絡

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）06-0022-02

1概述

隨著通信技術(shù)的不斷開辟和完善，近年來移動通信技術(shù)經(jīng)歷了從2G到4G的變革，在通信的速度和通信的質(zhì)量上獲得了長足的發(fā)展，但是在科技快速發(fā)展的社會背景下，人的工作、生活節(jié)奏越來越快，為了進一步提升時間利用效率，所以人們將要追求更高質(zhì)量、更大容量和更高速率的通信服務。因此隨著4G網(wǎng)絡的不斷成熟，以及新型互聯(lián)網(wǎng)對移動通信技術(shù)提出了更高的要求，5G—第五代移動通信網(wǎng)絡應運而生。

2移動通信技術(shù)的發(fā)展

移動通信技術(shù)的發(fā)展的歷史由來已久。第一代移動通信技術(shù)就誕生在20世紀80年代。第一代移動通信主要采用的是模擬技術(shù)和頻分多址（FDMA）技術(shù)。我國采用的是TACS制式的第一代移動通信技術(shù)，因為1G采用模擬訊號傳輸，所以其容量非常有限，一般只能傳輸語音信號，所以說還存在著很多問題，比如說容易受到干擾，不安全，信號不穩(wěn)定。

1994年，中國移動通信史上第一個GSM電話由前中國郵電部長吳基傳使用諾基亞2110撥通了，中國由此開始進入2G時代，但是和lG采用的是模擬技術(shù)和頻分多址（FDMA）技術(shù)不同，2G采用的是數(shù)字調(diào)制技術(shù)。因此，第二代移動通信系統(tǒng)的容量也在增加，隨著系統(tǒng)容量的增加，2G時代的手機可以上網(wǎng)了，雖然數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群苈棵?.6-14.4kbit），但是文字信息的傳輸卻由此開始了，這成為當今移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)。

在2G時代，手機傳輸速率很低，因此手機只能打電話和發(fā)送簡單的文字信息，雖然相比上一代技術(shù)來說已經(jīng)提高了很大的速率，但是隨著文件的容量越來越大，較低的傳輸速率已經(jīng)不能滿足人們的需求，2G幾十kb每秒的網(wǎng)速顯然不能勝任。所以有著更快傳輸速率的蜂窩移動通訊技術(shù)——3G應運而生。

傳輸方式上3G依舊采用和2G一樣的數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸，但是由于新的電磁波頻段的開辟和新的通信標準的制定，使得3G的傳輸速度可達在當時很驚人的384k/s，如果是在很穩(wěn)定的情況下甚至有可能達到2M/s。因為3G采用的是更寬的頻帶，所以傳輸?shù)姆€(wěn)定性也提高了很多。由于速度的大幅提升和穩(wěn)定性的提高，使大數(shù)據(jù)的傳送更為普遍，移動通訊有更多樣化的應用，因此3G被視為是開啟移動通訊新紀元的關(guān)鍵。

4G是在3G基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，采用更加先進的第四代移動通訊網(wǎng)絡。對于我們普通用戶來說，傳輸速度是這幾代移動通信網(wǎng)絡的最大的區(qū)別，作為最新一代通信技術(shù)的第四代移動通訊技術(shù)，傳輸速率相比較前幾代有著很大的提升，在理論上，傳輸速率可以達到3G的50倍，而且實際的體驗也都在10倍上下波動，上網(wǎng)速度甚至可以媲美20M家庭寬帶，因此4G網(wǎng)絡可以具有十分高效的傳輸速率，在下載一些容量較大的電影或文件時速度都非常的快。

3 5G的優(yōu)勢特點及需要面臨的一些問題

5G現(xiàn)如今世界上最先進的一種網(wǎng)絡通信技術(shù)。相對4G來說，5G具有“極高的速率，極大的容量，極低的時延”這三個特點。在極高的速率方面，理論J？_5G的速率最高可以達到4G的100倍，實現(xiàn)10GB/秒的峰值速率，傳輸速率提高10-100倍，能夠用手機很流暢的看高清視頻，急速暢玩360度全景VR游戲等。

在極低的時延方面，5G的空口時延可以低到1毫秒，僅相當于4G的十分之一，遠高于人體的應激反應?？梢院芷毡榈膽糜谧詣涌刂祁I(lǐng)域。

在極大的容量方面，5G每平方公里可以有一百萬的連接數(shù)，與4G相比用戶容量可以大大增加，除了手機終端的連接之外，還可以廣泛地應用于物聯(lián)網(wǎng)。

但是5G的建設(shè)還面臨這一些挑戰(zhàn)，首先是基站建設(shè)成本增加，因為帶寬的增加從而提升了網(wǎng)絡容量，因此可以同時支持很多不同的設(shè)備進行數(shù)據(jù)的大量傳輸。但是，隨著越來越大的數(shù)據(jù)處理量、基站的收發(fā)及處理能力的提升，與4G相比5G所消耗的能源與4G相比也有了很大的提升。所以，在建設(shè)成本上5G是要遠遠高于4G的。其次，建設(shè)5G需要一段非常長時間的部署，因為覆蓋同一個區(qū)域5G需要建設(shè)的基站數(shù)量將遠遠超過4G，而且建設(shè)的成本也會比4G高很多，這就會影響5G網(wǎng)絡布局的進程。所以，5G早期的測試只會在人口密集的大城市進行，簡單來說，當下5G想要完全覆蓋還有很長的一段路要走，特別是對于一些偏遠的小城市來說。

4 5G的兩種組網(wǎng)方式

5G現(xiàn)在有兩種組網(wǎng)方式，分別為“非獨立組網(wǎng)fNon-Stand-alone，NSA）”和“獨立組網(wǎng)（Standalone，SA）”。

NSA，采用的是雙連接方式，5G NR控制面錨定于4G LTE，并利舊4G核心網(wǎng)EPC。

對比以上架構(gòu)，NSA和SA主要存在三大區(qū)別：

1）最關(guān)鍵的區(qū)別是sA有5G核心網(wǎng)而NSA沒有。

2）在NSA組網(wǎng)下，5G與4G在接入網(wǎng)級互通，互連復雜;在sA組網(wǎng)下，5G網(wǎng)絡獨立于4G網(wǎng)絡，5G與4G僅在核心網(wǎng)級互通，互連簡單。

3）在NSA組網(wǎng)下，終端雙連接LTE和NR兩種無線接入技術(shù);在sA組網(wǎng)下，終端僅連接NR一種無線接入技術(shù)。

簡單來說，相比sA，NSA缺了一個新的核心（5G核心網(wǎng)），在5G-4G互連上還有些牽絲攀藤。除此之外，sA與NSA在速度上也有差別，其實并沒有那么明顯。SA與NSA最大的差別還是體現(xiàn)在時延上，SA的下載速度肯定會快于于NSA，但是實際上的差別可能并沒有想象中的那么大。比如SA與NSA在4G核心網(wǎng)的時延只能做到幾十毫秒，而5G可以達到十幾毫秒。手機上對互動要求高的場景，比如VR，會對時延的要求非常高。因此如果是高端應用（如玩大型游戲、4K直播），SA與NSA體驗時差距相對明顯，如果是普通的看看視頻、玩玩游戲，差距幾乎體驗不出。

5 5G未來的發(fā)展前景

中國作為目前世界上人口最多的國家，擁有著非常廣闊的市場。中國以華為為首的企業(yè)引領(lǐng)了5G國際標準的制定，產(chǎn)業(yè)鏈成熟度居于世界領(lǐng)先行列，所以說目前中國的5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景非常廣闊，預計將會為我國提供超過百萬的就業(yè)崗位。根據(jù)相關(guān)研究，如果從20年開始商用，5G可能將帶動5000億的直接經(jīng)濟產(chǎn)出，間接經(jīng)濟產(chǎn)出可能將達到12000億元;到25年，5G可能將帶動33000億的直接經(jīng)濟產(chǎn)出，間接經(jīng)濟產(chǎn)出可能將達到63000億元;至2030年，5G可能將帶動63000億的直接經(jīng)濟產(chǎn)出，間接經(jīng)濟產(chǎn)出可能將達到1006000億元。在就業(yè)崗位方面，5G將可能帶來超過百萬的就業(yè)崗位。由于我國的政策扶持和5G的技術(shù)日趨成熟，我國的5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展穩(wěn)步推進，企業(yè)發(fā)展趨勢優(yōu)良，很多相關(guān)的企業(yè)營收過億，智慧交通、智能出行、無線教育等很多5G技術(shù)應用領(lǐng)域頻獲資本青睞。隨著5G臨時牌照發(fā)放和商用步伐的加快，未來中國的5G產(chǎn)業(yè)將會帶動我國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并且能夠提供過百萬的就業(yè)崗位。5G在性能、時延和容量方面相比于上一代有著不小的提升，5G技術(shù)的日益成熟開啟了互聯(lián)網(wǎng)萬物互聯(lián)的新時代，融人了很多新興技術(shù)。5G推動了很多傳統(tǒng)行業(yè)向智能無線化方面發(fā)展。作為最新一代移動通信網(wǎng)絡，5G的發(fā)展符合很多傳統(tǒng)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需求，他的高性能、低延時的優(yōu)點也滿足了車聯(lián)網(wǎng)等垂直領(lǐng)域的發(fā)展要求，智能出行、智慧交通將為成5G技術(shù)發(fā)展未來方向。

中國是目前世界上最大的移動通信市場，在用戶規(guī)模、市場體量還有服務應用都居于世界領(lǐng)先水平。在目前，手機市場的主力仍然是4G手機，但是隨著5G的快速發(fā)展，一些5G手機也開始進入市場，智能手機市場格局將發(fā)生變化。近年來，隨著居民收人不斷提高，手機這種電子產(chǎn)品也漸漸成為大家普遍消費的產(chǎn)品之一。隨著產(chǎn)品技術(shù)提高、新概念頻出，智能手機的更新迭代十分之快。目前，我國智能手機市場呈現(xiàn)低迷態(tài)勢，出貨量下跌。但是隨著5G的迅猛發(fā)展和一些關(guān)鍵技術(shù)的突破，5G將會推動我國的智能手機市場將迎來新風口，移動設(shè)備這方面也將成為5G的一大發(fā)展方向。

4G改變生活，5G改變社會，5G的誕生與發(fā)展將會推動很多相關(guān)產(chǎn)業(yè)的升級與進步。它能夠變革生產(chǎn)方式、組織方式，促進結(jié)構(gòu)優(yōu)化、效率提升，推動傳統(tǒng)行業(yè)向智能化、信息化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的融合，從而促進很多行業(yè)的再次發(fā)展。

6結(jié)束語

第五代移動通信技術(shù)是一種新型的網(wǎng)絡技術(shù)，在提高通信質(zhì)量的前提下還降低了運營成本。除此之外，制造業(yè)，醫(yī)療業(yè)，智慧城市，智能家居，新媒體等各個行業(yè)都將被這個新的技術(shù)推動升級，甚至推動國家科學技術(shù)的發(fā)展。