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甄選移動通信小論文
1 前言
隨著人類社會的不斷發(fā)展，現(xiàn)如今的移動通信技術將會慢慢的難以滿足人們對通信網(wǎng)絡的各方面的需求。對于這些形式，將對5G（the fifth generation mobile communication network）在頻率，技術，運營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。
北京時間5月13日消息，據(jù)韓聯(lián)社報道稱，三星電子周日宣布，其已率先開發(fā)出了首個基于5G核心技術的移動傳輸網(wǎng)絡，三星電子通過研究和試驗表明，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，英國薩里大學科學家研發(fā)出了最新、最快的5G科技，每秒可傳送多達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技術快了6.5萬倍，是目前無線數(shù)據(jù)連接技術的最高速度[1]。 隨著5G技術的誕生，用智能終端分享3D電影、游戲以及超高畫質(zhì)（UHD）節(jié)目的時代已向我們走來。當前全球多個國家已競相展開5G網(wǎng)絡技術開發(fā)，中國和歐盟都為此投入了大量資金和研發(fā)力量。
2 技術特點
2.1 高頻段傳輸
移動通信傳統(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。
高頻段在移動通信中的應用是未來的發(fā)展趨勢，業(yè)界對此高度關注。足夠量的可用帶寬、小型化的天線和設備、較高的天線增益是高頻段毫米波移動通信的主要優(yōu)點，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。射頻器件、系統(tǒng)設計等方面的問題也有待進一步研究和解決。
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現(xiàn)小區(qū)覆蓋，而基站及中繼站無法移動，其網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)在靈活度上有一定的限制。隨著無線多媒體業(yè)務不斷增多，傳統(tǒng)的以基站為中心的業(yè)務提供方式已無法滿足海量用戶在不同環(huán)境下的業(yè)務需求。
D2D技術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、較低的時延和較低的功耗;通過廣泛分布的終端，能夠改善覆蓋，實現(xiàn)頻譜資源的高效利用;支持更靈活的網(wǎng)絡架構(gòu)和連接方法，提升鏈路靈活性和網(wǎng)絡可靠性。目前，D2D采用廣播、組播和單播技術方案，未來將發(fā)展其增強技術，包括基于D2D的中繼技術、多天線技術和聯(lián)合編碼技術等。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)絡能夠改善網(wǎng)絡覆蓋，大幅度提升系統(tǒng)容量，并且對業(yè)務進行分流，具有更靈活的網(wǎng)絡部署和更高效的頻率復用。未來，面向高頻段大帶寬，將采用更加密集的網(wǎng)絡方案，部署小小區(qū)/扇區(qū)將高達100個以上。與此同時，愈發(fā)密集的網(wǎng)絡部署也使得網(wǎng)絡拓撲更加復雜，小區(qū)間干擾已經(jīng)成為制約系統(tǒng)容量增長的主要因素，極大地降低了網(wǎng)絡能效。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性增強方案等，都是目前密集網(wǎng)絡方面的研究熱點。
以下是網(wǎng)絡架構(gòu)部署特點：未來將從傳統(tǒng)的移動蜂窩方式轉(zhuǎn)向分布式的、異構(gòu)的新型通信方式，網(wǎng)絡種類繁多。密集組網(wǎng)下的 LTE-B 異構(gòu)網(wǎng)絡部署場景如
圖2所示，小區(qū)的部署更加密集，單個小區(qū)的覆蓋范圍大大縮小。如圖 3 中，將MACRO作為網(wǎng)絡的基石，P,F和R 等低功率基站則用來消除只有 MARCOCELL 時的覆蓋盲區(qū)，能有效分擔宏蜂窩的負擔，提供低時延、高可靠的用戶體驗。
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天線，形成MIMO通信鏈路。通過添加多個天線，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，使得此技術近幾年頗受矚目。
目前的 IMT-Advanced標準采用了基于多天線的 MIMO傳輸技術，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 技術是MIMO技術的擴展和延伸，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)量比每個信令資源的設備數(shù)量大得多，利用空分多址原理，同時服務多個用戶.此外，大規(guī)模 MIMO系統(tǒng)中，使用簡單的線性預編碼和檢測方法，噪聲和快速衰落對系統(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)勢使得大規(guī)模 MIMO系統(tǒng)成為5G 的一大潛在關鍵技術。
3結(jié)束語
本文主要介紹了5G技術。包含了5G技術的一些特點，及其需要解決的關鍵技術難題等，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技術已經(jīng)成為了世界通信領域的一個不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。研究和發(fā)展5G技術也將提升我國在世界信息領域的國際地位，對我國相關信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有推動作用。
參考文獻：
[1] 世界通信網(wǎng)
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