[行业分析]5G无线通信技术的发展方向探索

2018年01月30日 来源:国研网 作者:吉林吉大通信设计院股份有限公司 张馨丹 刘明

就在今年七月底,苹果获得了美国政府的审批,可进行小范围内的5G设备通信实验,这也说明苹果智能手机、平板电脑甚至是自动驾驶系统都将会逐步支持全新的移动通信技术。其实早在2014年5月,韩国就已经率先开发出了基于5G技术的移动传输网络,而2016年8月,诺基亚与电信传媒公司贝尔再次在加拿大完成了5G信号的测试。而在我国广州,也于今年六月建成中国首个5G基站,助力随后的上海世界移动大会。5G网络不仅是在传输速度上相对于4G有巨大提升,更重要的是能够满足更多上网和通信设备的要求。尤其是眼下最火的物联网设备和智能家居产品。但现阶段的架构工作还在逐步进行,其未来发展仍需要深入探究。

一、5G无线通信技术的优势分析

1、数据传输速度的大幅提升。从当下的实验数据来看,该项移动通信技术在数据传输中可以达到数十个GB。尤其是在2GHz的波段条件下,其传输速度更可以高达1Gbps,因此优势相当明显。

2、更高的兼容性。5G无线通信技术在自身技术的支持下,构成了具有更多优势的无线网络技术平台。在融合NFC和BLUE TOOTH等无线技术之后,其兼容性有了更好的体现,也保障了人们在使用该项技术时的服务更具安全性。

3、延长电池寿命。正是由于5G无线网络所具备的高传输速度和兼容性,也使之需要负担更多的小任务运行。在保障其正常运行时,5G无线通信技术的应用也能够优化电池能源的配置,整个使用周期得以延长。除此之外,5G无线通信技术在应用之后还有更多的优势已经得到了验证,尤其是等待时间缩短至1毫秒以内、频谱效率提升、元件密度更高以及可靠性和灵活性优化等等。这也必将在未来5G网络投入实际使用后,带来更广阔的市场。

二、5G无线通信技术在未来的发展方向简析

4G作为上一代的技术,也在技术上焕发出了巨大的优势,尤其是相对于3G的传输速度上,能为用户在视频和图像上的需求给予更大的满足。仅4G就能以超拨号上网两千倍的100Mbps速度进行数据传输,对于大多数用户当下的无线服务给予高度满足。但是,随着移动互联网的发展,更多的服务和应用要求无线通信技术做出更大程度的优化,这也说明了4G作为过渡,而5G则会产生革命性的提升。5G技术在应用后,其在容量、响应速度以及多设备支持等优势不仅会给智能手机带来更优的体验,同时也会为其的进一步发展提供支持。具体来看,5G的开创性和革命性转变,主要集中在更高增长率的传输速度、容量以及低延时性与高可靠性等方面。

1、高传输速度。这主要是应用了大规模天线(massive MIMO)技术,通过高频而短波长的资源进行传输,不仅可以带来额外的增益,更可以结合波束赋形,来弥补高频通信在传播上的桎梏。这也实现了更快的下载需求,能够满足部分用户在4K、8K以及3D视频观看时的实时播放需求,而AR和VR也得到了相应的支持等。

2、高容量性。高容量性几乎就是为了未来物联网时代的到来而量身定做的,过去限制物联网发展的功耗问题虽然在3GPP的专项技术支持下得到了缓解,但是也限制了物联网更宽广的发展前景。而5G技术的应用,不仅为物联网应用打开了局面,同时也为今后的智能化城市和家居控制打开了局面。除此之外,也方便网购买家更加精准的查看自身的快件位置,甚至可以精确到街道。

3、低延迟和高精度。LTE的单个TTI是1 ms,而5G将通过对帧结构的优化设计,将每个子帧在时域上进行缩短从而在物理层上进行时延的优化。这样一来,不仅延迟得到了有效的缓解,精度也得到了更高程度的提升。这对于现在进入深度研究的远程医疗和自动驾驶必将产生良好的推动作用。与此同时,也可以在未来的工业控制中发挥更多的作用,促进整个产业的升级和革新。中、美、欧、日、韩已经达成了初步的合作协议,计划在2020年时就频率等技术标准达成充分一致,开启全球性的设备普及和服务工作。根据相关人员的估计,2025年时5G服务将会开启近三千亿美元的市场,仅在2021年时全球就会拥有超过1.5亿的5G用户。其中,韩、日、中、美将会全球5G市场发展最为迅速的国家。

结束语:5G无线通信技术在应用后必将发挥三个层面的作用,首先是满足当下部分领域在通信上的技术需求,然后也为不少产业的发展提供革新的动力,最后更为不少领域的发展指明了方向。其自身极强的应用前景还需要未来不断的摸索和探究,这需要相应的工作人员本着谨慎、创新以及负责任的精神来开展工作。

参考文献:

[1]钱大昕.浅析5G无线通信技术发展及相关应用[J].科技展望,2016,10:10.

[2]曹亮杰.关于5G无线通信技术发展跟踪与分析[J].通讯世界,2016,07:30.