5G无线通信技术

  作者:第一论文网   5G时代联网设备数目增多,能量消耗激增,如何实现绿色通信是5G时代的重要研究方向。首先介绍了5G通信特点及其带来的能耗增加,分析国内外关于移动通信绿色节能的政策导向和各企业的节能措施,讨论了5G可用于绿色通信的关键技术和发展状况,并提出未来可行的研究方向。   1引言   2010年,以LTE-Advance[1]为标准的4G网络已经在全球范围内商用,预计在未来十年,无线数据量将每年增加一倍,国际电信联盟正在加紧制定5G的全球标准,并计划在2020年实现商用。   相比于4G,5G具有如下的基本特征:   (1)数据流量增长百倍,峰值吞吐量至少达到100Gbps/km2;   (2)联网设备数目增长百倍,达到100万/km2;   (3)峰值速率至少达到10Gbps;   (4)用户可获得的速率

  近些年来,随着我国通信技术的飞速发展和广泛应用,5G已成为当前无线通信技术领域的研究重点之一。我国对于通信技术十分关注,也在5G研究领域投入了大量的人力、物力、财力,以加强技术跟踪与预研。本文结合5G无线通信技术进行了总结,并就5G无线通信技术的相关应用进行了分析。

 

  移动通信的发展给人们的生活带来了极大的便利,也改变了人们的生活方式、工作方式、社会政治以及经济发展等。信息化时代的到来,移动通信设备与多媒体业务直线上升,有关数据显示,2020年之后,5G无线通信技术将成为移动通信主流网络系统。

 

  一、5G无线通信关键技术发展跟踪

 

  当前,各主流通信机构纷纷提出了5G无线通信技术方案,此类方案无论从思路方面,还是侧重点方面均各有特色。下文分别从4种类型出发进行分析。

 

  ()多天线传输通信技术

 

以大规模天线阵列(LSAS)、大规模MIMO为基础的通信技术的提出,旨在提升频谱的利用效率。其中,LSAS技术极大地提升了阵列增益、干扰抑制增益,提高了小区总频谱及边缘用户频谱的效率。LTE、LTE- AdvancedMIMO天线,推出了一系列改进,极大地满足了小区容量、下载速率不断增长等需求。但就LTE-Advanced而言,其基站下行最高只能提供8根发送天线,性能提升仍有很大空间。

 

未来5G通信技术将进一步引入有源天线技术(AAS),利用该技术更易获取小区基站上Massive MIMO部署情况,完成3D波束成形,增强系统的容量,实现日趋增长的业务需求。

 

  ()高频传输通信技术

 

  未来5G通信技术将朝着高频段方向扩展,特别是mm波频段。三星公司已就28GHz、37GHz频段信道进行了测量,也开发了以28GHz频段为基础的样机,经验证,样机已实现了1Gbit的下载速率,表明高频段能够在移动通信场景下推广和应用。但其实施过程仍面临诸多困难,由于空气吸收状况,频段越高,电磁波路径的耗损就越高。加之高频段传输绕射力差,因而传输性能无法保证。此外,器件少、价格昂贵,因而在应用推广方面仍有难度。

 

  ()密集网络通信技术

 

  为适应数据业务需求的不断增长,必须采用密集的小区部署,这也是5G技术提高总体性能的关键。可通过更多低功率节点的引入,增强热点、消除盲点、提高网络覆盖率及系统容量。但小区密度增加的同时,网络拓扑也异常复杂,势必引发更严重的干扰。因而必须加强干扰管理,提升抗干扰能力。为了提高网络抗干扰能力,3G PP Rel-11提出了eICIC,包括CCRS抵消、干扰消除等技术,此类技术能够在不同自由度上利用调度使干扰信号正交,继而实现消除。此外还有很多新技术的引入,也为干扰控制提供了途径,如认知、干扰对齐等技术。

 

  ()新型网络架构

 

  未来5G将朝着蜂窝、Wi-Fi相融合组网的新型网络架构方向发展,以促进非授权频段业务分流的实现。此外,为减轻基站的压力,提出了D2D网络概念。当前,在LTE Rel-13中,D2D技术研发已经开始,也将成为5G中最关键的技术之一。该技术无需基站转接,即可实现数据交换,提供相应的服务,削弱蜂窝网的负担,减少功耗、加快速率。但通信系统同D2D系统的融合过程中,需决定何时进行D2D通信模式启动,及其如何同蜂窝通信系统实现资源共享,如此这些导致D2D系统资源调度异常复杂。

 

  二、5G无线通信技术的相关应用

 

  当前,软件业和电子制造业的飞速发展,产品更新换代的速度越来越快,通信行业中优质的服务体验已成为基本需求,高质量的移动通信网络环境更为重要。除了要提供短信业务与语音业务,通信网络还提供数据业务,而兼容性好、速度快则是5G无线通信技术发展带来用户的最直接体验。

 

  ()5G高速的应用

 

  5G的读写速度要比硬盘快得多,即传统存储设备在5G网络中将被淘汰。

 

1)在安卓系统中的应用。开放源代码和Linux是安卓系统的研发基。?冱u>智能手机、平板电脑等移动设备中使用较多。与其他操作系统一样,安卓系统一共有四个分层架构,包括应用程序框架层、应用程序层、系统内核层和系统运行库层。

 

5G纳米技术可以在安卓系统的系统内核层中使用,实现硬盘驱动与系统基础文件的分离。5G高速传输技术可将硬盘驱动无缝隙地从云终端同步至终端,一方面节约了终端系统的存储空间,另一方面丰富了终端系统的硬件设备。此外,5G技术的高保密性可以提高安卓系统的安全系数。

 

  2)光场相机中5G的应用。光场相机的原理是先拍照再对焦,在抓拍照片过程中,不必在意照片的:?潭,只要是在相机焦距允许的范围内,都可以对焦后再选择满意的照片。但容量大是光场照片的致命缺点,单张照片大小通常为200M,有的甚至达到500M,5G的高速存储功能正好满足光场相机的需求,强大的存储空间和传输速度将完美解决光场照片容量极大的问题,将光场技术的作用发挥到最佳。

 

  ()5G高兼容性的应用

 

5G可与4G、3G、2G通信协议、Wi-Fi等通信技术相融合,如此高兼容性极大地减少了资本开发与维护费用。这方面的应用主要体现在比特币应用方面。随着近距离无线技术的应用,5G为其提供了高兼容性、安全可靠的支付方式,由此也出现了系列概念型产品,比特币正是一个典型代表。作为一种由开源P2P软件所产生的虚拟货币。

 

比特币无需货币机构统一发行,可利用特定算法计算而产生,其利用网络各节点所形成的分布式数据库,对各交易行为加以确认、记录,P2P去中心化特性、算法保障了比特别难以大量制造,并人为进行币值操控,因而促进了外界的认可及自身价值的产生,也为经贸提供了新的支付手段。而5G技术强大的兼容性为比特币交易提供了保障。

 

  三、结语

 

  5G无线通信技术的发展,是我国引领世界经济发展、促进全球经济一体化的动力之一。信息的同步更新,使得5G为医疗、军事、教育以及建筑等行业提供更多的信息资源和便利,在整个世界范围内建立一个完善的智能化移动网络体系。

 

  作者:张永刚 来源:科学与财富 201610

本文导读:由于无线通信网络存在的带宽需求和移动网络带宽不足的矛盾,用户地域分布和对应用需求不平衡的矛盾以及不同技术优势和不足共存的矛盾.此文由采稿网编辑整理,采稿网与数百本期刊建立合作关系,专业提供学术论文发表、期刊发表、医学论文发表、职称论文发表,包括省级期刊论文发表、核心期刊论文发表等服务,同时我们还提供论文指导、发表文章,更多资讯,请您登陆采稿网或咨询QQ:83901700。  一、全球趋势:公众移动保持增长宽带无线热点不断  当今,全球无线通信产业的两个突出特点体现在:一是公众移动通信保持增长态势,一些国家和地区增势强劲,但存在发展不均衡的现象;二是宽带无线通信技术热点不断,研究和应用十分活跃。  资料显示,在全球电信市场普遍低调的背景下,移动通信依然保持了较好的增长态势。统计显示,2003年全球移动用户数增长率在17%以上,总计达到13.54亿户。在市场值方面,全球移动业务市场在
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