5G移動通信技術應用及發展思考
時間:2022-11-12 08:42:03
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近年來,不斷快速發展的通信技術為人們的生活帶來方便與快捷,移動用戶日趨增多,同時對通信技術的要求也更高。為滿足用戶需求及物聯網的開發與使用需求,不少國家都在研發5g移動通信技術,當前我國5G移動通信技術仍處于研究試驗階段,為跟上全球先進技術水平,需加大對5G移動通信技術的研究力度。本文將對5G移動通信技術的基本概述進行描述,同時介紹5G移動通信的重要技術,如移動云計算技術、大規模MIMO技術、全雙工技術等,并分析了5G技術未來發展前景,促進物聯網時代的到來,實現智能交互,形成移動設備云實現生活云端化。
1.5G移動通信技術概述
5G移動通信技術是在4G技術的基礎上發展的,但相較于第四代移動通信技術,5G技術具有顯著的優勢,如網絡速度高達4G技術的100倍,寬帶容量預計是4G技術的1000倍,且能夠滿足物聯網的需求實現萬物互聯,對于4G技術而言,5G移動通信技術無疑是改革性的變化。當前,我國5G移動通信技術仍處于研發試驗階段,雖比4G移動通信技術多不少優勢,但同時也提出更高的要求,如5G移動通信技術的標準頻譜是3.3-39GHz,集中在中高頻,需要我國增高高頻段無線電波的利用率,同時5G技術應用需要更高的網絡覆蓋成本,且系統功耗較大,需要加大資金投入增加網絡覆蓋面積,同時也需重點研發并設計軟配置,進而降低成本與功耗(楊萬鵬.5G移動通信技術發展探究及其對基站配套影響分析,通訊世界,2019(05):125-126)。由此可知,5G移動通信技術雖然是通信技術的重大改革,但也帶來了不少挑戰,需要進一步地研發以更好地應用,進而迎來5G移動通信時代。
2.5G移動通信重要技術
2.1移動云計算技術。移動云計算技術能夠提高智能終端設備的計算能力,給用戶帶來更好的服務體驗,滿足用戶工作與生活上的需求。移動云計算技術是指在移動互聯網中運用云計算來處理與計算更為復雜的信息與數據,將處理的信息從移動設備上傳送到移動設備云端,能夠有效降低能源消耗,它是一種全新的信息技術資源,同時也能交付和使用。此外,移動云計算技術的速度更為高效,能為用戶提供更高的服務以滿足他們更高的需求,如可提供遠程安全服務,或是服務器多設備無縫連接,不會影響到傳輸速度與質量,換言之,不會出現網絡卡頓、延遲等現象,由此可知,移動云計算技術是第五代移動通信的重要技術,能夠降低5G技術應用時出現的能源消耗大的問題,具有一定的優勢(徐勇軍,彭瑤,余曉磊,陳前斌.面向5G協作通信系統的資源分配技術綜述,重慶郵電大學學報(自然科學版),2019,31(02):143-157.)。2.2大規模MIMO技術。因5G移動通信技術應用覆蓋面積不足,可通過大規模MIMO技術來提高天線增益,進而增加網絡覆蓋面積。MIMO技術是第五代移動通信的核心技術,它能夠充分利用空間資源在發射端和接收端分別對多個天線進行發射與接收,再將資料信息進行整合,能夠有效提高無線傳輸效率,同時也能夠提升通信質量與容量。對于4G移動通信技術,通常2*2的MIMO技術就能提高雙倍的容量,而對于5G技術,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MIMO技術的要求更高,需要使用大規模MIMO技術,如256*256甚至更高,大規模MIMO技術能夠以數百倍地趨勢提高系統信道容量(魏斌,焦亮,孟繁瑞.5G移動通信技術的應用及其發展前景思考,中國新通信,2019,21(07):19),由此可知,大規模MIMO技術是5G移動通信技術的重要核心技術。2.3全雙工技術。全雙工技術是指可以相同時間相同頻率地發出相同信號的雙向技術,能夠有效提高頻譜的利用率,且使用起來更為靈活,一定程度能夠挖掘無線頻譜資源并進行有效運用,進而增強設備的使用功能,如圖1。當前,因信號的接收與發送時功率有差別,再加上系統中有不少干擾因素,會造成通信時出現自我干擾現象,導致減損了無線資源,而將全雙工技術與MIMO技術有效結合,提高無線傳輸效率,并對技術與容量進行分析與研究,促進通信時能夠使用相同頻率的信號進行雙向通信,以減少在信號發送與接收過程中出現的干擾因素,進而提高效率。
3.5G移動通信技術發展前景
3.1物聯網。現階段,我國5G移動通信技術仍處于研發試驗階段,但縱觀試驗結果,可知5G移動通信技術具有非常好的發展前景,除了提升傳輸速度與改變通信方式以外,還能夠支持多設備共同使用,滿足人們的使用需求,同時也會影響到社會發展,實現萬物互聯,迎來物聯網時代。物聯網是指所有具有獨立功能的物體通過互聯網或電信網等信息承載體來實現互聯互通,通過物聯網,可以利用互聯網來對機器設備、汽車或家庭設備進行控制,能夠廣泛運用于各個行業,如物流行業、醫療行業等,促進智能化發展(楊武,楊大飛,琚云.技術差距理論框架下產業技術安全測度研究——以5G移動通信產業為例,科技進步與對策,2019,36(08):60-67)。4G移動通信技術的應用無法滿足物聯網發展需求,因傳輸速度等因素較難實現萬物互聯,而應用5G移動通信技術能夠很好地改善這一點,5G技術專為loT設計大連接場景,NB-1oT、eMTC作為該場景的主要技術方案,可提供窄帶大連接能力,而物聯網市場覆蓋面積大,且要求低功耗,5G移動通信技術能夠很好地滿足物聯網的需求,并能夠解決當前技術存在的問題,如覆蓋面積不夠廣、容量小成本高、功耗高等,5G移動通信技術具有高效率、大流量、低功耗等優勢,能夠滿足萬物互聯的需求,推進物聯網時代到來的步伐。3.2智能交互。5G移動通信技術未來發展與應用能夠實現智能交互,因第五代移動通信技術具有高容量與高效率等優勢,此外,其網絡傳輸速度更快,相較于4G移動通信技術,具有更短的延遲時間,快速進行數據交換,進而實現智能交互,使城市發展更具智能化,促進智慧城市的發展。5G移動通信技術促進智能交互發展,能夠滿足當前不少科技成果的實現,比如無人駕駛、遠程醫療、VR技術等,還可通過5G移動通信技術對城市的部分公共設施進行智能化管理,與此同時,5G移動通信技術實現智能交互并廣泛運用于各個區域范圍,譬如汽車、監控、建筑等,這些都能實現萬物互聯與智能交互(戴維.融合協同創新面向未來的5G移動通信基站管理趨勢,人民郵電,2018-09-19(008)),同時,5G移動通信技術運用到各個領域還能起到監管作用,自動化、智能化對城市及社會發展進行有效監督,促進我國經濟社會朝智能化方向發展。由此可知,5G移動通信技術相較于4G具有更廣泛的應用領域,它是新時代新社會發展的重要支撐,促進智能化發展。3.3移動設備云。上述可知,5G移動通信技術具有移動云計算這一重要核心技術,能夠處理更為復雜的數據,解決能源消耗大的問題,形成移動設備云,為用戶提供豐富的資源,同時也能提高計算能力,促進用戶通過移動設備更好地對信息數據進行計算與存儲。5G移動通信技術的應用能夠提升云技術,實現生活云端化,云盤廣泛應用于生活與工作中,滿足不同行業的不同需求,能夠隨時隨地地利用云盤進行文件傳送,滿足用戶的需求,給用戶帶來更好的體驗。5G移動通信技術與AI、物聯網、云計算、大數據、邊緣計算結合,能夠強化內生,從開源生態促進5G端到端產業生態,形成5G+無人機、5G+機器人、5G+AR、5G+VR、5G+視頻等端產業生態發展,進而實現各行業融合促進產業繁榮,進而貫徹到城市的方方面面,形成智慧交通、智慧工業、智慧醫療、智慧教育、智慧城市等,進而構筑協同共贏的生態格局。
4.結語
綜上所述,5G移動通信技術相比于前幾代移動通信技術具有顯著優勢,可以促進萬物互聯迎來物聯網時代的到來,同時也能實現智能交互與形成移動設為用戶帶來更好的體驗。
作者:鄭錫飛 單位:中國移動山西公司呂梁分公司
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