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甄選移動(dòng)通信小論文
1 前言
隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)如今的移動(dòng)通信技術(shù)將會(huì)慢慢的難以滿足人們對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的各方面的需求。對(duì)于這些形式，將對(duì)5G（the fifth generation mobile communication network）在頻率，技術(shù)，運(yùn)營(yíng)等方面帶來新的挑戰(zhàn)，未來，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(jù)韓聯(lián)社報(bào)道稱，三星電子周日宣布，其已率先開發(fā)出了首個(gè)基于5G核心技術(shù)的移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)，三星電子通過研究和試驗(yàn)表明，在28GHz的超高頻段，以每秒1Gb以上的速度，成功實(shí)現(xiàn)了傳送距離在2Km范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸。除此之外，英國(guó)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(dá)1萬億字節(jié)(1TB)數(shù)據(jù)，即125GB。只需1秒便可下載30部電影，比目前的4G技術(shù)快了6.5萬倍，是目前無線數(shù)據(jù)連接技術(shù)的最高速度[1]。 隨著5G技術(shù)的誕生，用智能終端分享3D電影、游戲以及超高畫質(zhì)（UHD）節(jié)目的時(shí)代已向我們走來。當(dāng)前全球多個(gè)國(guó)家已競(jìng)相展開5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)，中國(guó)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(tǒng)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(xiàn)狀，可以實(shí)現(xiàn)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(yīng)用是未來的發(fā)展趨勢(shì)，業(yè)界對(duì)此高度關(guān)注。足夠量的可用帶寬、小型化的天線和設(shè)備、較高的天線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(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的問題也有待進(jìn)一步研究和解決。
2.2 D2D通信
傳統(tǒng)的蜂窩通信系統(tǒng)的組網(wǎng)方式是以基站為中心實(shí)現(xiàn)小區(qū)覆蓋，而基站及中繼站無法移動(dòng)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在靈活度上有一定的限制。隨著無線多媒體業(yè)務(wù)不斷增多，傳統(tǒng)的以基站為中心的業(yè)務(wù)提供方式已無法滿足海量用戶在不同環(huán)境下的業(yè)務(wù)需求。
D2D技術(shù)無需借助基站的幫助就能夠?qū)崿F(xiàn)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?qū)崿F(xiàn)較高的數(shù)據(jù)速率、較低的時(shí)延和較低的功耗;通過廣泛分布的終端，能夠改善覆蓋，實(shí)現(xiàn)頻譜資源的高效利用;支持更靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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，未來將發(fā)展其增強(qiáng)技術(shù)，包括基于D2D的中繼技術(shù)、多天線技術(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(tǒng)容量，并且對(duì)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(fù)用。未來，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(qū)/扇區(qū)將高達(dá)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?fù)涓訌?fù)雜，小區(qū)間干擾已經(jīng)成為制約系統(tǒng)容量增長(zhǎng)的主要因素，極大地降低了網(wǎng)絡(luò)能效。干擾消除、小區(qū)快速發(fā)現(xiàn)、密集小區(qū)間協(xié)作、基于終端能力提升的移動(dòng)性增強(qiáng)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(gòu)部署特點(diǎn)：未來將從傳統(tǒng)的移動(dòng)蜂窩方式轉(zhuǎn)向分布式的、異構(gòu)的新型通信方式，網(wǎng)絡(luò)種類繁多。密集組網(wǎng)下的 LTE-B 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署場(chǎng)景如
圖2所示，小區(qū)的部署更加密集，單個(gè)小區(qū)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消除只有 MARCOCELL 時(shí)的覆蓋盲區(qū)，能有效分擔(dān)宏蜂窩的負(fù)擔(dān)，提供低時(shí)延、高可靠的用戶體驗(yàn)。
2.4大規(guī)模 MIMO
MIMO(multiple input multiple output)系統(tǒng)，即發(fā)送端和接收端均放置多個(gè)天線，形成MIMO通信鏈路。通過添加多個(gè)天線，可以為無線信道帶來更大的 自由度，以容納更多的信息數(shù)據(jù).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(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)采用了基于多天線的 MIMO傳輸技術(shù)，利用無線信道的空間信息大幅提高了頻譜效率.現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)的 8 端口多用戶MIMO不能滿足頻譜效率和能量效率的數(shù)量級(jí)提升需求，而大規(guī)模 MIMO系統(tǒng)可以顯著提高頻譜效率和能量效率。大規(guī)模MIMO 技術(shù)是MIMO技術(shù)的擴(kuò)展和延伸，其基本特征是在基站側(cè)配置大規(guī)模的天線陣列( 從幾十至幾千) ，其中基站天線的數(shù)量比每個(gè)信令資源的設(shè)備數(shù)量大得多，利用空分多址原理，同時(shí)服務(wù)多個(gè)用戶.此外，大規(guī)模 MIMO系統(tǒng)中，使用簡(jiǎn)單的線性預(yù)編碼和檢測(cè)方法，噪聲和快速衰落對(duì)系統(tǒng)的影響將逐漸消失，因此小區(qū)內(nèi)干擾也得到了降低.這些優(yōu)勢(shì)使得大規(guī)模 MIMO系統(tǒng)成為5G 的一大潛在關(guān)鍵技術(shù)。
3結(jié)束語
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在未來的發(fā)展中也將面臨著巨大的挑戰(zhàn)。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(zhuǎn)的趨勢(shì)。研究和發(fā)展5G技術(shù)也將提升我國(guó)在世界信息領(lǐng)域的國(guó)際地位，對(duì)我國(guó)相關(guān)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有推動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn)：
[1] 世界通信網(wǎng)
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