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甄選移動(dòng)通信小論文
1 前言
隨著(zhù)人類(lèi)社會(huì )的不斷發(fā)展,現如今的移動(dòng)通信技術(shù)將會(huì )慢慢的難以滿(mǎn)足人們對通信網(wǎng)絡(luò )的各方面的需求。對于這些形式,將對5G(the fifth generation mobile communication network)在頻率,技術(shù),運營(yíng)等方面帶來(lái)新的挑戰,未來(lái),5G的發(fā)展成為業(yè)界研重點(diǎn)。
北京時(shí)間5月13日消息,據韓聯(lián)社報道稱(chēng),三星電子周日宣布,其已率先開(kāi)發(fā)出了首個(gè)基于5G核心技術(shù)的移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò ),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。除此之外,英國薩里大學(xué)科學(xué)家研發(fā)出了最新、最快的5G科技,每秒可傳送多達1萬(wàn)億字節(1TB)數據,即125GB。只需1秒便可下載30部電影,比目前的4G技術(shù)快了6.5萬(wàn)倍,是目前無(wú)線(xiàn)數據連接技術(shù)的最高速度[1]。 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)。當前全球多個(gè)國家已競相展開(kāi)5G網(wǎng)絡(luò )技術(shù)開(kāi)發(fā),中國和歐盟都為此投入了大量資金和研發(fā)力量。
2 技術(shù)特點(diǎn)
2.1 高頻段傳輸
移動(dòng)通信傳統工作頻段主要集中在3GHz以下,這使得頻譜資源十分擁擠,而在高頻段(如毫米波、厘米波頻段)可用頻譜資源豐富,能夠有效緩解頻譜資源緊張的現狀,可以實(shí)現極高速短距離通信,支持5G容量和傳輸速率等方面的需求。
高頻段在移動(dòng)通信中的應用是未來(lái)的發(fā)展趨勢,業(yè)界對此高度關(guān)注。足夠量的可用帶寬、小型化的天線(xiàn)和設備、較高的天線(xiàn)增益是高頻段毫米波移動(dòng)通信的主要優(yōu)點(diǎn),但也存在傳輸距離短、穿透和繞射能力差、容易受氣候環(huán)境影響等缺點(diǎn)。射頻器件、系統設計等方面的問(wèn)題也有待進(jìn)一步研究和解決。
2.2 D2D通信
傳統的蜂窩通信系統的組網(wǎng)方式是以基站為中心實(shí)現小區覆蓋,而基站及中繼站無(wú)法移動(dòng),其網(wǎng)絡(luò )結構在靈活度上有一定的限制。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)多媒體業(yè)務(wù)不斷增多,傳統的以基站為中心的業(yè)務(wù)提供方式已無(wú)法滿(mǎn)足海量用戶(hù)在不同環(huán)境下的業(yè)務(wù)需求。
D2D技術(shù)無(wú)需借助基站的幫助就能夠實(shí)現通信終端之間的直接通信,拓展網(wǎng)絡(luò )連接和接入方式。由于短距離直接通信,信道質(zhì)量高,D2D能夠實(shí)現較高的數據速率、較低的時(shí)延和較低的功耗;通過(guò)廣泛分布的終端,能夠改善覆蓋,實(shí)現頻譜資源的高效利用;支持更靈活的網(wǎng)絡(luò )架構和連接方法,提升鏈路靈活性和網(wǎng)絡(luò )可靠性。目前,D2D采用廣播、組播和單播技術(shù)方案,未來(lái)將發(fā)展其增強技術(shù),包括基于D2D的中繼技術(shù)、多天線(xiàn)技術(shù)和聯(lián)合編碼技術(shù)等。蜂窩網(wǎng)中的 D2D 通信示意圖如下:
2.3 超密集組網(wǎng)
超密集網(wǎng)絡(luò )能夠改善網(wǎng)絡(luò )覆蓋,大幅度提升系統容量,并且對業(yè)務(wù)進(jìn)行分流,具有更靈活的網(wǎng)絡(luò )部署和更高效的頻率復用。未來(lái),面向高頻段大帶寬,將采用更加密集的網(wǎng)絡(luò )方案,部署小小區/扇區將高達100個(gè)以上。與此同時(shí),愈發(fā)密集的網(wǎng)絡(luò )部署也使得網(wǎng)絡(luò )拓撲更加復雜,小區間干擾已經(jīng)成為制約系統容量增長(cháng)的主要因素,極大地降低了網(wǎng)絡(luò )能效。干擾消除、小區快速發(fā)現、密集小區間協(xié)作、基于終端能力提升的移動(dòng)性增強方案等,都是目前密集網(wǎng)絡(luò )方面的研究熱點(diǎn)。
以下是網(wǎng)絡(luò )架構部署特點(diǎn):未來(lái)將從傳統的移動(dòng)蜂窩方式轉向分布式的、異構的新型通信方式,網(wǎng)絡(luò )種類(lèi)繁多。密集組網(wǎng)下的 LTE-B 異構網(wǎng)絡(luò )部署場(chǎng)景如
圖2所示,小區的部署更加密集,單個(gè)小區的覆蓋范圍大大縮小。如圖 3 中,將MACRO作為網(wǎng)絡(luò )的基石,P,F和R 等低功率基站則用來(lái)消除只有 MARCOCELL 時(shí)的覆蓋盲區,能有效分擔宏蜂窩的負擔,提供低時(shí)延、高可靠的用戶(hù)體驗。
2.4大規模 MIMO
MIMO(multiple input multiple output)系統,即發(fā)送端和接收端均放置多個(gè)天線(xiàn),形成MIMO通信鏈路。通過(guò)添加多個(gè)天線(xiàn),可以為無(wú)線(xiàn)信道帶來(lái)更大的 自由度,以容納更多的信息數據.MIMO可以在不增加帶寬或總發(fā)送功率耗損的情況下大幅增加系統的吞吐量及傳送距離,使得此技術(shù)近幾年頗受矚目。
目前的 IMT-Advanced標準采用了基于多天線(xiàn)的 MIMO傳輸技術(shù),利用無(wú)線(xiàn)信道的空間信息大幅提高了頻譜效率.現有4G網(wǎng)絡(luò )的 8 端口多用戶(hù)MIMO不能滿(mǎn)足頻譜效率和能量效率的數量級提升需求,而大規模 MIMO系統可以顯著(zhù)提高頻譜效率和能量效率。大規模MIMO 技術(shù)是MIMO技術(shù)的擴展和延伸,其基本特征是在基站側配置大規模的天線(xiàn)陣列( 從幾十至幾千) ,其中基站天線(xiàn)的數量比每個(gè)信令資源的設備數量大得多,利用空分多址原理,同時(shí)服務(wù)多個(gè)用戶(hù).此外,大規模 MIMO系統中,使用簡(jiǎn)單的線(xiàn)性預編碼和檢測方法,噪聲和快速衰落對系統的影響將逐漸消失,因此小區內干擾也得到了降低.這些優(yōu)勢使得大規模 MIMO系統成為5G 的一大潛在關(guān)鍵技術(shù)。
3結束語(yǔ)
本文主要介紹了5G技術(shù)。包含了5G技術(shù)的一些特點(diǎn),及其需要解決的關(guān)鍵技術(shù)難題等,5G在未來(lái)的發(fā)展中也將面臨著(zhù)巨大的挑戰。但是研究和發(fā)展5G技術(shù)已經(jīng)成為了世界通信領(lǐng)域的一個(gè)不可逆轉的趨勢。研究和發(fā)展5G技術(shù)也將提升我國在世界信息領(lǐng)域的國際地位,對我國相關(guān)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有推動(dòng)作用。
參考文獻:
[1] 世界通信網(wǎng)
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