摘要:随着社会发展和人民生活水平不断提高,对通信网络速率、质量需求越来越高。虽然现在4G网络已逐渐完善,但市场爆发式增长流量的需求,必将会促使4G技术向着更高效的5G移动通信(5GMOTC,即英文5Gmobileofthecom-munication的缩写)发展。文章将先对5GMOTC进行基本叙述,从5GMOTC日后的趋势对需要关键的技术予以解析,并对5GMOTC的发展进行展望。
关键词:5G;移动通信;趋势
随着智能终端的发展和普及,在未来十年的时间里,联网设备的数量将增加100倍,移动数据流量将有1000倍的增长。目前逐渐完善的4G网络,估计也难以很好的满足十年后需求,所以4G技术向着更高效的5G移动通信发展势在必行。令人欣慰的是,在2013年初,5GMOTC研究已经启程。几年来,研究取得了不少成果,但是现在5GMOTC还没有被真正地现网运用。为推进5GMOTC实际应用,必须深度研究其中关键的技术,逐步完善形成5G技术标准,并把社会发展和市场需求为导向。
1、5GMOTC基本叙述
5GMOTC就是通信相应技术之中的第五个系列。三星公司抢先开始进行研究,并于2013年公布率先开发出了一个基于5G的核心网络,实现每秒1Gbps的数据传输速率,后续能达到10Gbps。速率是目前4G的上百倍,如果使用5GMOTC,一秒中内可以将数百首歌曲全部下载。5GMOTC虽然取得了部分成果,但毕竟还在实验室试验阶段,离真正实际市场化应用,技术上还有很多改进的方面,研究开发人员还需把握发展时机,继续开发技术解决方案,并尽快完成技术性能和评估方法标准化。当然,这也离不开政府重视和推动,需要对相应的法律、规定等予以完备。
2、5GMOTC日后的发展趋势
从5GMOTC开始出现以后,我国就对其予以了重视,在法律、规定等中,强调推进5GMOTC运用。2015年9月28日,马凯副总理在出席中欧5G战略合作联合声明签字仪式时指出:中国将力争在2020年实现5G网络商用。工信部也制定《车联网行动专项计划》,并在浙江、上海等地开展《车联网与5GMOTC等宽带移动融合示范。政府的重视也说明5GMOTC有着非常广阔的发展前景:一方面,5GMOTC将可以带动整个网络领域(包括计算机技术、手机智能系统、智能云系统等)技术同步提升;因为有了5GMOTC高速率、低时延的桥梁,时代必将引领通信网络附带领域的一场技术更新的革命。另一方面,5GMOTC融合网络也将开拓新兴市场;5GMOTC不是单一的技术演进,而是整合现有多种无线接入技术(WLAN,4G、3G、2G等),5G可以延续使用4G、3G的基础设施资源,并实现与4G、3G、2G的共存。通过集成多种技术来满足不同的需求,是一个真正意义上的融合网络。且在融合WLAN、家庭WIFI网络后,无疑将强有力推动物联网、家电智能联网市场发展。广阔的发展道路,也难免会有坎坷。比如5GMOTC需要加装全新设备,这将是一项巨大的投资,更重要的是运营商不久前在4G通信网络建设已付出很高成本,还需要考虑资金回流。且为获得足够频段带宽资源,5GMOTC需使用6GHz以上毫米波作为通信频率,频段越高,衰减越大,更易受阻挡。室内深度覆盖将会是5G网络强大的考验。针对相关问题,在5GMOTC相应技术解决方案需予以考虑[1]。
3、5GMOTC之中关键的技术解析
为顺应5GMOTC技术发展潮流,与时俱进,政府相关部门应积极推动通信界投入到5GMOTC关键技术的跟踪梳理与研究工作当中,将开发技术标准化,为实现5G普及使用提前进行技术储备。下面对其中一些关键技术进行简要剖析和解读。
3.1无线输送相应技术
无线输送技术,是5GMOTC之所以能够“移动中通信”的技术精髓。这类技术与2G、3G、4G最大不同主要在于两点:第一个是网络融合技术。5G采取数字全IP技术,支持和分组交换,在吞吐率、时延、连接数量、能耗等方面比以往通信网络有更优越的系统性能。创新的网络融合技术整合了新型无线接入技术和现有无线接入技术(WLAN,4G、3G、2G等),并通过集成多种技术来满足不同的需求,是一个真正意义上的融合网络。除了继续使用旧系统设备,节约大量成本投入外,还为物联网发展开拓广阔发展空间。第二个是采用超低时延信道编码技术.Turbo码已使用于3G、4G,以及4.5G网络,满足了4G网络小于100ms低时延要求。但由于目前的Turbo码算法迭代次数多,译码时延较大,难以达到5GMOTC小于10ms超低时延要求。2016年10月14日,召开的3GPPTSGRANWG1会议中,在最终候选的Turbo码、LDPC码和Polar码三个编码技术中,决定优先采用时延算法更先进的LDPC码。LDPC迭代是可调节的,相对Turbo码只需较少的迭代,解码更快。同时,LDPC可更好的支持并行处理,以减少处理时延。无疑LDPC码将会是打开5GMOTC大门的其中一把钥匙。另外值得一提的是:会议中我国企业华为提出的Polar码也成为角逐5GMOTC编码技术标准的一员,这说明我国的编码技术也开始在通信技术世界前沿崭露头角。虽然最终未被采用,但相信未来我国通信技术会更上一层楼,在世界通信界占有举足轻重的地位。
3.2网络相应技术
5GMOTC之中的网络相应技术,是其中最重要的一个类别。第一,无缝隙相应技术,在输送相应技术的基础之上,将网络进行无缝隙操作,使得网络之中的每一个“点”都无缝隙连接,对整体的效率予以提升,而且所有的“点”之间都没有缝隙。那么同一个“区域”内,可以储存的内容会增加,由此使得整体的含扩量变多,在通讯的时候,及时有很多人都用了一个“线路”,可以有快的速度和效果,比如现在4G之中,同一个“线路”可以进来两个电话,那么5GMOTC运用之后,无缝隙相应技术可以实现三个电话或是四个电话一同被接通,但是这个类别的技术也有缺欠,真正做到无缝隙以后,通信的质量可能会变差,因为每一个“点”之间没有缝隙以后,可能会使得信号出现重合的现象,所以相应工作人员必须把握无缝隙的真正标准,避免重合情况[3]。第二,自动操作相应技术,5GMOTC相应技术,对于速度有非常高的要求,所以必须运用自动操作相应技术,以让基站控制设备对信号进行自动优化,降低信号处理时延。采用自动操作技术,将减少操作工作人员的数量,这既可以减少人为的失误情况,也可以降低人工成本,提高收益。第三,并行处理技术,该网络技术目的就是将网络整体的数据处理效率提高,最终达到更高网速。这是5GMOTC出现以后新的一个技术,2G、3G、4G网络在通信的过程之中,大量的通信数据依次经过接入网、汇聚层、核心网层层处理操作,所以有的时候会出现“冗积”问题。而5GMOTC之中在三个层中,将能够对数据进行并行处理,将信号和需要发出去的信号先分类,然后进行并行操作,避免速度变慢等情况[4]。
3.3基站相应技术
除了上面两个大类别之中的技术之外,5GMOTC之中关键的技术还有基站类别技术,主要就是在5GMOTC的操作各环节之中,需要各种平台来操作。而平台则需要硬件支撑。5GMOTC在速度、时延方便地跃升,必须有软性类别技术,主要就是制作5GMOTC对应的软件或者是平台所需要的技术,所以在编码的整体环节,使得软性基站可以有进行软性“着陆”[5]。不论如何,冲在一线与无线终端打交道的基站,不可或缺的是基站软件系统技术和硬件制造技术。只有实现基站的这两个技术,才能将5GMOTC理论变成为实际使用的网络。但是现在这类别的技术还未出现实网络使用,目前需要积极研发。
4、结语
总之,5GMOTC将会成为未来必然趋势,国内通信领域需要重视,把握其中关键的相应技术,有针对性地进行技术研发,加强相关人次培养,使得5GMOTC尽早实现使用,走在世界通信技术前沿。我相信5GMOTC也将带来新兴产业,促进社会更快发展。
参考文献:
[1]李凯,徐景,杨旸.5G环境下系统级仿真建模与关键技术评估[J].中兴通讯技术,2016(3):41-46.
[2]李俊,田苑,邱玉等.面向5G应用的OQAM-OFDM调制:原理、技术和挑战[J].电信科学,2016(6):15-19.
作者:彭依仪 单位:中国移动通信集团广东有限公司佛山分公司
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