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5G移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析論文
摘要：:本文詳細(xì)解析了5G移動(dòng)通信技術(shù)的使用現(xiàn)狀與發(fā)展前景，從多技術(shù)升級(jí)角度對(duì)此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用、普及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行理論夯實(shí)，此項(xiàng)技術(shù)開(kāi)發(fā)空間巨大，隨著研究力度增加，成果的推出會(huì)加速信息時(shí)代的發(fā)展與影響。
關(guān)鍵詞:5G移動(dòng)通信技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)
網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)不僅提升了各個(gè)行業(yè)的運(yùn)作效率,甚至給人們的工作學(xué)習(xí)甚至生活方式帶來(lái)了巨大轉(zhuǎn)變。依托這種技術(shù),人們的交流不再受時(shí)間和空間限制,通信往來(lái)也不再是單一的文字形式，開(kāi)始出現(xiàn)語(yǔ)音、圖片、視頻等方式,擴(kuò)展了通信形式的基礎(chǔ)上還將為人們的數(shù)據(jù)使用提供更好的體驗(yàn)，側(cè)面加速了時(shí)代的發(fā)展與運(yùn)作。
1、5G通信技術(shù)的含義
在本文中所論及的5G實(shí)質(zhì)上是英文單詞fifth-generation的簡(jiǎn)稱,這個(gè)英語(yǔ)單詞用漢字翻譯過(guò)來(lái)的意思即是第五代移動(dòng)通信技術(shù)，與我們現(xiàn)在最常用的4G網(wǎng)絡(luò)相比較,5G網(wǎng)絡(luò)并不是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立，全新的創(chuàng)造和發(fā)明，其本質(zhì)是對(duì)2、3、4G網(wǎng)絡(luò)的嚴(yán)謹(jǐn),只是在現(xiàn)有的技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的改進(jìn),從而提升其使用體驗(yàn)，據(jù)數(shù)據(jù)表明,如果要用網(wǎng)速來(lái)衡量5G網(wǎng)絡(luò)的作用的話,其最高峰的網(wǎng)速是我們當(dāng)前使用的4G網(wǎng)絡(luò)的高峰值的一百余倍，可見(jiàn)在網(wǎng)速體驗(yàn)方面帶給人們的驚奇感。
2、5G技術(shù)的特點(diǎn)
首先，5G移動(dòng)通信技術(shù)與3G、4G通訊技術(shù)相比，最明顯的區(qū)別是其強(qiáng)大的連接功能,也就是說(shuō)區(qū)內(nèi)使用這技術(shù)的使用者無(wú)論身處何方都可以直接迅速地對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接；用戶體驗(yàn)方面,5G技術(shù)運(yùn)行速度更快,用戶在點(diǎn)開(kāi)視頻時(shí),不需更多等待時(shí)間，可給用戶提供一個(gè)良好的網(wǎng)絡(luò)使用體驗(yàn)。其次，5G在能耗方面將會(huì)更低,就以往的3G和4G網(wǎng)絡(luò)連接能耗占用上,4G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)需要更多的電能,這會(huì)使得用戶的通訊設(shè)備電量相同額度下,支持4G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的時(shí)間大大降低。同時(shí)因手機(jī)、平板電腦、智能手表等設(shè)備電能消耗效率方面是人們關(guān)注的重點(diǎn),如果可以讓智能設(shè)備運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng),在更低能耗的支持下獲得更多的待機(jī)時(shí)間，那么智能設(shè)備的使用硬性缺陷也將更少。再次，4G通訊技術(shù)在傳輸時(shí)會(huì)因流量需求大而拖慢傳輸速度,因此熱點(diǎn)高容量將會(huì)是5G這技術(shù)發(fā)展的重要研究方向。這個(gè)優(yōu)勢(shì)一經(jīng)推出,即使人口密度大的地方使用這技術(shù)，同樣可讓傳輸速率平均分配，不再出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸卡頓或是滯后問(wèn)題。最后，端到端性能提升也是5G技術(shù)研發(fā)的一個(gè)重要課題,由于客戶個(gè)人需要，需要智能設(shè)備上的很多應(yīng)用或程序同時(shí)且連續(xù)不斷的運(yùn)行,一般情況下，設(shè)備支持程序運(yùn)行反應(yīng)速度出現(xiàn)延緩或滯后問(wèn)題,原因是設(shè)備需要連續(xù)不斷地向搜索信息服務(wù)器發(fā)送信息,請(qǐng)求保證時(shí)速連接，而這些程序的運(yùn)行占用，直接了阻礙信息通話以及其他服務(wù)運(yùn)行的反應(yīng)速度。
3、5G通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
3.1大規(guī)模MIMO技術(shù)
MIMO技術(shù)是5G最關(guān)鍵的技術(shù)之一,這是讓頻譜得到效率提升的關(guān)鍵技術(shù)部分。此種技術(shù)是在4G最多8根天線基礎(chǔ)上達(dá)到百甚至上千根服務(wù)天線使用的技術(shù)支撐，通過(guò)技術(shù)優(yōu)化可讓大量用戶實(shí)現(xiàn)基站多客戶同時(shí)通信。技術(shù)獲得改革以后，更多的天線作用在于可將信號(hào)整合到更小的空間范圍之內(nèi)，調(diào)度大量的用戶終端進(jìn)而獲取更大的吞吐量與能源效率。大規(guī)模MIMO技術(shù)的最初設(shè)想是應(yīng)用在時(shí)分雙丁(TDD)的操作上，或是在頻分雙工(FDD)操作；同時(shí)此項(xiàng)技術(shù)突出優(yōu)勢(shì)是使用的元件更加經(jīng)濟(jì)且功耗低，并讓設(shè)備反應(yīng)延遲問(wèn)題得到改善，這對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常好的消息；此項(xiàng)技術(shù)還讓很多傳統(tǒng)技術(shù)限制得到解決，在信息研究上有了更多的成果與方向定位。但是隨著技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)后移，問(wèn)題也逐漸顯露，如終端面對(duì)大量部件結(jié)合，如何分配資源；額外的天線在提供服務(wù)的同時(shí)如何讓內(nèi)部功耗也獲得降低，進(jìn)而提升總能源效率。
3.2毫米波通信技術(shù)
毫米波理念與技術(shù)實(shí)踐目標(biāo)是促使微波向高頻的延伸和光波向低頻方向發(fā)展。基站天線規(guī)模的擴(kuò)大讓有限空間承載的天線數(shù)量增加，但是要求是通信波長(zhǎng)的范圍被限定。一些研究實(shí)驗(yàn)室在毫米波波段上使用大規(guī)模MIMO技術(shù)(多輸入多輸出技術(shù))，讓容量得到擴(kuò)大并提升了效率。毫米波通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)使得為未來(lái)實(shí)現(xiàn)可觸式互聯(lián)網(wǎng)。低時(shí)延性的虛擬現(xiàn)實(shí)以及3D等未來(lái)應(yīng)用的研究提供新的發(fā)展方向。3.3D2D通信技術(shù)D2D通訊簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是5G通信技術(shù)中的設(shè)備間通信部分,其目的可以讓用戶體驗(yàn)以及數(shù)據(jù)傳輸使用質(zhì)量得到提升。D2D技術(shù)良好解決蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸造成的流量大幅消耗問(wèn)題。5G移動(dòng)通信技術(shù)的興起,讓世界更多的國(guó)家開(kāi)始參與到D2D通信技術(shù)的國(guó)際學(xué)術(shù)研究談?wù)摯髸?huì)中,其已經(jīng)成為了世界與5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的關(guān)鍵組成技術(shù)之一。就目前的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看,此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展也獲得更為廣闊的空間,從初期需基站協(xié)調(diào)進(jìn)行建立的運(yùn)作模式直接轉(zhuǎn)換為部分協(xié)調(diào)或是不需協(xié)調(diào),面對(duì)這樣巨大的技術(shù)進(jìn)步,很多研究國(guó)家感到震撼并樹(shù)立了更多的開(kāi)發(fā)信心,甚至有些國(guó)家開(kāi)始將研發(fā)眼光轉(zhuǎn)向利用D2D通信作為中繼,在基站覆蓋范圍之外進(jìn)行設(shè)備上的蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接。相比于藍(lán)牙與WIFI等其他技術(shù),D2D的技術(shù)可支持通信雙方增加了通信距離情況下仍可獲得較好的數(shù)據(jù)連接體驗(yàn)。D2D的通信在數(shù)據(jù)傳輸速率上也高于其他設(shè)備,且時(shí)延性低,在功耗上同樣比區(qū)域覆蓋網(wǎng)絡(luò)WIFI低出很多。D2D通信的形式公可分為幾種,包括廣播、多播、單播等,這些通信形式讓其與蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比更加難以調(diào)度,結(jié)構(gòu)也更復(fù)雜一些,這些特征算是D2D通信目前急需得到解決的缺憾。同時(shí)與藍(lán)牙通訊技術(shù)相比較，D2D通信的覆蓋面積更大，數(shù)據(jù)連接也更為穩(wěn)定，同時(shí)藍(lán)牙需要用戶進(jìn)行終端配對(duì)密鑰設(shè)置，連接步驟方面較為繁瑣。藍(lán)牙的工作頻段屬于非授權(quán)頻段，通信質(zhì)量不高且不夠穩(wěn)定，這就給D2D通信在5G時(shí)代的組成技術(shù)支撐奠定了更有優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)，可為大量的終端建立大規(guī)模移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與通信業(yè)務(wù)支持。
4、5G通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
4.1各國(guó)會(huì)不斷加緊研發(fā)進(jìn)程
5G技術(shù)屬于新領(lǐng)域，很多國(guó)家雖然正在研發(fā),但均未公開(kāi)發(fā)行進(jìn)程,雖然各國(guó)的研究成果與技術(shù)開(kāi)發(fā)方向存在很大差異,但很多國(guó)家似乎已經(jīng)掌握了5G技術(shù)的核心。因此對(duì)于任何一種開(kāi)發(fā)技術(shù)方向而言,都有很大的優(yōu)化空間,所以此項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究將會(huì)成為一個(gè)非常大的競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。同時(shí)，5G技術(shù)的提前開(kāi)發(fā)與利用不僅可以為國(guó)家模具商機(jī)和利益,甚至可以在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力上提供一定的輔助,因此各國(guó)都在不斷地加緊研發(fā)步伐,以求在國(guó)際地位上能夠獲得更多關(guān)注與優(yōu)勢(shì)。
4.2性能會(huì)不斷得以優(yōu)化
在數(shù)據(jù)傳輸體驗(yàn)上,5G與4G通信技術(shù)給予人們的將會(huì)是兩種完全不同的感受，就目前的4G通信技術(shù)來(lái)看,傳輸速度已經(jīng)得到了很大提升，而5G通信技術(shù)將會(huì)擁有更高的效率,在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)連接上也也將擁有更強(qiáng)的穩(wěn)定性。4G網(wǎng)絡(luò)使用過(guò)程中會(huì)因?yàn)槠渌浖_(kāi)啟或運(yùn)行占用傳輸效率,因此使用者正在運(yùn)行的的軟件會(huì)占用流量空間容量,進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)行軟件越多,其反應(yīng)速度越慢的局面，甚至出現(xiàn)手機(jī)卡頓現(xiàn)象。而5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn),可將這種現(xiàn)象進(jìn)行完美避免，因其穩(wěn)定和可靠性，5G技術(shù)的流量空間容量擁有更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)能效,可支持更多軟件應(yīng)用的同時(shí)運(yùn)行且不會(huì)出現(xiàn)卡頓、掉線問(wèn)題。
4.3用戶會(huì)不斷增多
5G技術(shù)的強(qiáng)大穩(wěn)定性與低能耗性能將會(huì)讓其一經(jīng)推出就獲得更多的用戶。本身隨著時(shí)間的推移，人口數(shù)量就正在不斷增加,加上移動(dòng)設(shè)備的使用者也在不斷增多,將會(huì)有更多的智能設(shè)備應(yīng)用用戶群體，而5G技術(shù)的強(qiáng)大功能也將吸引人們直接替換掉4G網(wǎng)絡(luò)，投向5G通信技術(shù)的懷抱，良好的用戶體驗(yàn)以及強(qiáng)大的無(wú)線接入功能正使5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷獲得用戶青睞。但需要人們注意的一個(gè)問(wèn)題是隨著Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的普及范圍擴(kuò)大，很可能會(huì)給5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)造成較大沖擊,因此這可能會(huì)給5G通訊技術(shù)的普及造成致命影響,但因5G通信技術(shù)還未在某個(gè)地區(qū)進(jìn)行普及,因此現(xiàn)在就下定論為時(shí)尚早。
5、結(jié)論
1G技術(shù)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)通話；2G通訊則讓短信和數(shù)字語(yǔ)音以及手機(jī)上網(wǎng)成為現(xiàn)實(shí)；3G讓移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸擴(kuò)展到了圖片形式；4G網(wǎng)絡(luò)一經(jīng)推出立刻讓移動(dòng)視頻發(fā)展獲得了大跨度提升。而5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的出現(xiàn),將會(huì)成為物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等萬(wàn)物互聯(lián)的基礎(chǔ)技術(shù)支撐。因此,5G網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)將會(huì)讓虛擬現(xiàn)實(shí)之間的通融感更強(qiáng),5G通訊技術(shù)提供的超大帶寬張可支持時(shí)效更高的設(shè)備傳輸,這將給人們生活方式帶來(lái)更大影響與改變。
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