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5G技术发展脉络分析

2018-02-25  来源:移动通信  作者:张弛
标签:结过婚 省农科院张掖九公里试验场

【摘要】根据国际电信联盟专家的预测,描述了5G时代移动互联网的新形态,从信息论基本原理得出了更大带宽是5G提速的核心手段的结论,以此为起点推演出5G时代将采用的毫米波、微基站、大规模MIMO、波束赋形等技术,并对中国引领全球5G市场的前景进行了分析。

【关键词】5G 毫米波 微基站 大规模MIMO 波束赋形

doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2015.09.000 中图分类号:TN92 文献标识码:A 文章编号:1006-1010(2015)09-0000-00

引用格式:张弛. 5G技术发展脉络分析[J]. 移动通信, 2015,39(9): 00-00.

互联网改变了世界,移动互联网重新塑造了生活,“在家不能没有网络,出门不能忘带手机”已成为很多人的共同感受。人们对移动互联网的要求是更高速、更便捷、更强大、更便宜,这种没有止境的需求促使着移动互联网技术突飞猛进,技术体制的更新换代也随之越来越快。很多用户刚刚踏入4G的门槛,按照国际电信联盟关于2020年的规划,5G时代很快就要来到了[1]。

1 5G时代的展望

4G虽然比3G更快,但现阶段的速率提升不过10倍左右,应用模式也没有根本性的变化,其实并没有给用户带来太深刻的感受。但是,5G的综合性能将会比4G提升千倍[2],在这种超高速移动网络的支撑下,将会诞生出许多全新的应用,会彻底改变移动互联网的生态,那将是移动通信的一场革命。

5G速率将高达10Gbps,由于速率极快,高清视频即点即播,“缓冲等待”将成为历史。远程互动的3D虚拟现实游戏将兴起,画质精美操控顺畅,会带给用户身临其境的全新感受。人均月流量大约有36TB,用户不必担心资费问题,虽然流量增加了上千倍,但总体资费并不会提高[3]。

5G的入网设备将会大幅度增加,“万物互联”会成为5G的时代特征,镜框、花盆、腰带、冰箱、鱼缸、饭碗、茶杯、沙发……所有能提供服务的设备都会入网,并可按需求进行智能控制[4]。智能楼宇、智能家居、智能汽车、智能交通……智能移动互联网将彻底改变你的生活方式。

健康领域也会发生革命性变化,手环将不再只是测心律血压和跑步计数,而会成为身体健康指标的全面监控仪,实时动态的监测数据将会自动上传汇集,不仅可用于病情诊断,还可以利用大数据技术对身体状态进行分析和预测,提供精准的医学建议。除了能进行信息采集和处理外,手环还可以进行介入式治疗,甚至包括治疗癌症。

5G的最大特点并不是网速的进步,而是移动互联网、智能传感器、大数据技术三者结合产生的爆炸效应,这将是对传统工业和互联网业的一次颠覆性革命。

2 5G的技术路线

5G的核心技术并没有被国际电信机构所确定,尚处在研究和探索阶段,但移动通信的发展有着内在的规律性,其核心是以信息论为基础的无线通信理论,从理论出发并结合需求进行分析,并不难探寻出5G技术的发展方向。

高速是5G的首要特征,根据香农的信道理论,提速最根本的方法就是增加带宽,特别是成百上千倍的提速必须依赖更大的带宽。提高频率利用率虽然也是个办法,但其潜力是很有限的,而伴随着带宽提高而带来的等比例提速则是立竿见影的,大幅度增加带宽才是提速的王道。

要大幅度增加带宽则必须使用更高的频段,4G的频率在2GHz左右,5G频率会更高。例如韩国积极推动6GHz以上频段为未来IMT频段,开发高频段系统[5],俄罗斯专家甚至提出了80GHz频段的设想[6]。

5G的频谱范围正处于讨论之中,这是世界无电线大会(WRC)的议题,虽然具体的数据还没有确定下来,但频谱更高带宽更大的趋势是明确的。频率高了则波长变短,这就带来了毫米波技术。

关键词:波束赋形 高清视频 无线电波传播 基站技术 并行通信 5G

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