在當今的信息時(shí)代背景下,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)成為了人們生活工作中不可或缺的一部分。倘若將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )比作一條車(chē)輛擁堵的道路:2G、3G網(wǎng)絡(luò )就像是停滯不前的慢車(chē)道,4G網(wǎng)絡(luò )就好比穩定前行的快車(chē)道,而最近橫空出世的5G網(wǎng)絡(luò )就如同道路上方的“快速空中通道”,讓你快速前行,暢通無(wú)阻。那么,就讓小編來(lái)帶大家了解一下這神奇的5G網(wǎng)絡(luò )技術(shù)吧。

5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的基礎概述

1.什么是5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)

第五代移動(dòng)電話(huà)行動(dòng)通信標準,也稱(chēng)第五代移動(dòng)通信技術(shù),外語(yǔ)縮寫(xiě):5G。也是4G之后的延伸,正在研究中,5G網(wǎng)絡(luò )的理論下行速度為10Gb/s(相當于下載速度1.25GB/s)。 5G(5th-generation)是第五代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng),但與4G、3G、2G不同的是,5G并不是獨立的、全新的無(wú)線(xiàn)接入技術(shù),而是對現有無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)(包括2G、3G、4G和WiFi)的技術(shù)演進(jìn),以及一些新增的補充性無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)集成后解決方案的總稱(chēng)。從某種程度上講,5G將是一個(gè)真正意義上的融合網(wǎng)絡(luò )。以融合和統一的標準,提供人與人、人與物以及物與物之間高速、安全和自由的聯(lián)通。

2.5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的“前世”

移動(dòng)通信的誕生 1G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù) 2G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù) 2.5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù) 3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù) 4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)
移動(dòng)通信誕生于20世紀初,在20世紀40年代以前,初步進(jìn)行一些傳播性測試并在短波的幾個(gè)頻段上進(jìn)行通信應用。40年代至60年代后期,發(fā)展了一些具有撥號、半雙工功能的移動(dòng)通信系統。1971年貝爾實(shí)驗室論證了蜂窩系統的可行性后,各國對蜂窩移動(dòng)通信系統進(jìn)行了深入研究,從而進(jìn)入蜂窩移動(dòng)通信系統的發(fā)展階段。 1971年2月,FCC接受Bell公司建立蜂窩移動(dòng)通信系統的建議,在850 MHz頻段提供了 40 MHz頻譜資源。在1978年安裝,1983年開(kāi)始商業(yè)服務(wù)。在20世紀80年代演變成了美國模擬系統的國家標準。同時(shí),基于不同標準的其他模擬蜂窩移動(dòng)通信系統也得到了很大的發(fā)展。 90年代起,隨著(zhù)數字技術(shù)的發(fā)展,加上模擬系統在擴充信道容量時(shí)所遇到的系統精確控制、昂貴的系統投資以及抗干擾等問(wèn)題,一些世界性的標準委員會(huì )選擇了將數字系統作為第二代移動(dòng)通信系統的基準。數字技術(shù)的引進(jìn)最大的優(yōu)點(diǎn)是他的抗干擾能力和潛在的大容量。 第2.5代移動(dòng)通信系統是2G向3G發(fā)展過(guò)程的中間過(guò)渡,它是2G的擴展和增強版,通用無(wú)線(xiàn)分組業(yè)務(wù)(GPRS)以看做在2G和3G之間移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的過(guò)渡階段,能夠使移動(dòng)設備發(fā)送和接收電子郵件及圖片信息,其常用速度為115kbit/s,通過(guò)使用增強數據率的GSM(EDGE)最大速率可達384kbit/s,而典型的GSM數據傳輸率為9.6kbit/s。 第三代移動(dòng)通信系統(3G),也稱(chēng)IMT 2000,開(kāi)始于20世紀90年代末。3G統一不同的移動(dòng)技術(shù)標準,使用較高的頻帶和CDMA技術(shù)傳輸數據來(lái)支持多媒體業(yè)務(wù),它工作在2000MHz頻段,主要特點(diǎn)是高速率、高頻譜利用率、高服務(wù)質(zhì)量、低成本和高保密性等,其最基本特征是智能信號處理技術(shù)。 四代移動(dòng)電話(huà)行動(dòng)通信標準,指的是第四代移動(dòng)通信技術(shù),外語(yǔ)縮寫(xiě):4G。該技術(shù)包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式(嚴格意義上來(lái)講,LTE只是3.9G,盡管被宣傳為4G無(wú)線(xiàn)標準,但它其實(shí)并未被3GPP認可為國際電信聯(lián)盟所描述的下一代無(wú)線(xiàn)通訊標準IMT-Advanced,因此在嚴格意義上其還未達到4G的標準。只有升級版的LTE Advanced才滿(mǎn)足國際電信聯(lián)盟對4G的要求)。

3.5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的“今生”

4.5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)指標

標志性能力指標為“Gbps用戶(hù)體驗速率”,一組關(guān)鍵技術(shù)包括大規模天線(xiàn)陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址、全頻譜接入和新型網(wǎng)絡(luò )架構。大規模天線(xiàn)陣列是提升系統頻譜效率的最重要技術(shù)手段之一,對滿(mǎn)足5G系統容量和速率需求將起到重要的支撐作用;超密集組網(wǎng)通過(guò)增加基站部署密度,可實(shí)現百倍量級的容量提升,是滿(mǎn)足5G千倍容量增長(cháng)需求的最主要手段之一;新型多址技術(shù)通過(guò)發(fā)送信號的疊加傳輸來(lái)提升系統的接入能力,可有效支撐5G網(wǎng)絡(luò )千億設備連接需求;全頻譜接入技術(shù)通過(guò)有效利用各類(lèi)頻譜資源,可有效緩解5G網(wǎng)絡(luò )對頻譜資源的巨大需求;新型網(wǎng)絡(luò )架構基于SDN、NFV和云計算等先進(jìn)技術(shù)可實(shí)現以用戶(hù)為中心的更靈活、智能、高效和開(kāi)放的5G新型網(wǎng)絡(luò )。

5.5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的標準規范

2015年10月12日,世界電信展在匈牙利布達佩斯舉行,在TD-LTE技術(shù)和頻譜發(fā)展研討會(huì )上,國際電聯(lián)秘書(shū)長(cháng)趙厚麟表示,2019年國際電聯(lián)將推出5G標準。
5G標準可由“關(guān)鍵指標“和”一組關(guān)鍵技術(shù)“共同定義。關(guān)鍵指標是指Gbps的用戶(hù)體驗速率,一組5G的關(guān)鍵技術(shù)包括大規模天線(xiàn),超密集組網(wǎng),新型多址技術(shù)、全頻譜接入及新型網(wǎng)絡(luò )架構!
此前,聯(lián)合國旗下的國際電信聯(lián)盟(簡(jiǎn)稱(chēng)ITU)公布第五代行動(dòng)網(wǎng)路(5G)標準發(fā)展的時(shí)間表,顯示不論是5G的標準或是相關(guān)系統都將在2020年出爐,5G系統也正式命名為IMT-2020,可望于(2015年)年10月通過(guò)表決。而5G將帶來(lái)最高20Gbps的傳輸速率。
2015年年3月,華為宣布,與日本最大的移動(dòng)通信運營(yíng)商NTT DOCOMO合作,對5G空口(移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )中基站與移動(dòng)終端之間的接口 )新技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合測試。
實(shí)測結果表明,在100MHz帶寬下,單小區平均下行吞吐量達到1.34Gb/s(167.5MB/s),峰值下行吞吐量達到3.6Gb/s(400MB/s)。也就是5G最快每秒可達3.6G。
5G標準正在進(jìn)入全球統一加速的階段。2015年6月,國際電信聯(lián)盟明確了5G的名稱(chēng)、愿景和時(shí)間表等關(guān)鍵內容,并定義了5G的主要應用場(chǎng)景。國際標準組織3GPP也明確將從2016年開(kāi)始制定5G標準,2018年將完成標準凍結。

6.5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的未來(lái)目標

5G技術(shù)將提供超級容量的帶寬,短距離傳輸速率將達每秒10Gb,這意味著(zhù)用戶(hù)可以幾乎不受限制地傳輸大量數據文件,瞬間下載一部電影,在線(xiàn)視頻、3D電影和游戲等高帶寬的應用也將流暢無(wú)阻。當用戶(hù)以任何方式接入移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )、讀取任何數據時(shí)都不需要網(wǎng)絡(luò )的等待。
以5G為基礎的移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò )的未來(lái)發(fā)展方向是,打造“移動(dòng)智能終端+寬帶+云”這樣一個(gè)平臺,與其他的能源和公共事業(yè)一樣,成為整個(gè)社會(huì )和各個(gè)行業(yè)賴(lài)以運轉的基礎。屆時(shí),利用5G技術(shù)構建的超高速、超高容量、超可靠性、超短時(shí)延、絕佳用戶(hù)體驗的移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò ),將得以讓各個(gè)產(chǎn)業(yè)的信息和數據在不同的平臺上自由流動(dòng)。
整個(gè)社會(huì )就像科幻片一樣。無(wú)所不在的感知、高清視頻、醫療、教育、消防、家庭智能系統……都可通過(guò)各種移動(dòng)終端輕松實(shí)現;房子、車(chē)子、各種消費品……都開(kāi)始‘聯(lián)網(wǎng)’。人類(lèi)社會(huì )將萬(wàn)物互聯(lián),實(shí)現數字化生存。

5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的原理


三星電子通過(guò)研究和試驗表明,在28GHz的超高頻段,以每秒1Gb以上的速度,成功實(shí)現了傳送距離在2Km范圍內的數據傳輸。此前,世界上沒(méi)有一個(gè)企業(yè)或機構開(kāi)發(fā)出在6GHz以上的超高頻段實(shí)現每秒Gb級以上的數據傳輸技術(shù),這是因為難以解決超高頻波長(cháng)短帶來(lái)的數據損失大,傳送距離短等難題。而三星電子利用64個(gè)天線(xiàn)單元的自適應陣列傳輸技術(shù),使電波的遠距離輸送成為可能,并能實(shí)時(shí)追蹤使用者終端的位置,實(shí)現數據的上下載交換。超高頻段數據傳輸技術(shù)的成功,不僅保證了更高的數據傳輸速度,也有效解決了目前移動(dòng)通信波段資源幾近枯竭的問(wèn)題。5G網(wǎng)絡(luò )作為下一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò ),其最高理論傳輸速度可達每秒數十Gb,這比現行4G網(wǎng)絡(luò )的傳輸速度快數百倍,整部超高畫(huà)質(zhì)電影可在1秒之內下載完成。隨著(zhù)5G技術(shù)的誕生,用智能終端分享3D電影、游戲以及超高畫(huà)質(zhì) (UHD) 節目的時(shí)代已向我們走來(lái)。

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