在當今的信息時代背景下,移動通信網絡已經成為了人們生活工作中不可或缺的一部分。倘若將移動網絡比作一條車輛擁堵的道路:2G、3G網絡就像是停滯不前的慢車道,4G網絡就好比穩定前行的快車道,而最近橫空出世的5G網絡就如同道路上方的“快速空中通道”,讓你快速前行,暢通無阻。那么,就讓小編來帶大家了解一下這神奇的5G網絡技術吧。

5G移動網絡技術的基礎概述

1.什么是5G移動網絡技術

第五代移動電話行動通信標準,也稱第五代移動通信技術,外語縮寫:5G。也是4G之后的延伸,正在研究中,5G網絡的理論下行速度為10Gb/s(相當于下載速度1.25GB/s)。 5G(5th-generation)是第五代移動通信技術的簡稱,但與4G、3G、2G不同的是,5G并不是獨立的、全新的無線接入技術,而是對現有無線接入技術(包括2G、3G、4G和WiFi)的技術演進,以及一些新增的補充性無線接入技術集成后解決方案的總稱。從某種程度上講,5G將是一個真正意義上的融合網絡。以融合和統一的標準,提供人與人、人與物以及物與物之間高速、安全和自由的聯通。

2.5G移動網絡技術的“前世”

移動通信的誕生 1G移動網絡技術 2G移動網絡技術 2.5G移動網絡技術 3G移動網絡技術 4G移動網絡技術
移動通信誕生于20世紀初,在20世紀40年代以前,初步進行一些傳播性測試并在短波的幾個頻段上進行通信應用。40年代至60年代后期,發展了一些具有撥號、半雙工功能的移動通信系統。1971年貝爾實驗室論證了蜂窩系統的可行性后,各國對蜂窩移動通信系統進行了深入研究,從而進入蜂窩移動通信系統的發展階段。 1971年2月,FCC接受Bell公司建立蜂窩移動通信系統的建議,在850 MHz頻段提供了 40 MHz頻譜資源。在1978年安裝,1983年開始商業服務。在20世紀80年代演變成了美國模擬系統的國家標準。同時,基于不同標準的其他模擬蜂窩移動通信系統也得到了很大的發展。 90年代起,隨著數字技術的發展,加上模擬系統在擴充信道容量時所遇到的系統精確控制、昂貴的系統投資以及抗干擾等問題,一些世界性的標準委員會選擇了將數字系統作為第二代移動通信系統的基準。數字技術的引進最大的優點是他的抗干擾能力和潛在的大容量。 第2.5代移動通信系統是2G向3G發展過程的中間過渡,它是2G的擴展和增強版,通用無線分組業務(GPRS)以看做在2G和3G之間移動通信技術發展的過渡階段,能夠使移動設備發送和接收電子郵件及圖片信息,其常用速度為115kbit/s,通過使用增強數據率的GSM(EDGE)最大速率可達384kbit/s,而典型的GSM數據傳輸率為9.6kbit/s。 第三代移動通信系統(3G),也稱IMT 2000,開始于20世紀90年代末。3G統一不同的移動技術標準,使用較高的頻帶和CDMA技術傳輸數據來支持多媒體業務,它工作在2000MHz頻段,主要特點是高速率、高頻譜利用率、高服務質量、低成本和高保密性等,其最基本特征是智能信號處理技術。 四代移動電話行動通信標準,指的是第四代移動通信技術,外語縮寫:4G。該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式(嚴格意義上來講,LTE只是3.9G,盡管被宣傳為4G無線標準,但它其實并未被3GPP認可為國際電信聯盟所描述的下一代無線通訊標準IMT-Advanced,因此在嚴格意義上其還未達到4G的標準。只有升級版的LTE Advanced才滿足國際電信聯盟對4G的要求)。

3.5G移動網絡技術的“今生”

4.5G移動網絡技術指標

標志性能力指標為“Gbps用戶體驗速率”,一組關鍵技術包括大規模天線陣列、超密集組網、新型多址、全頻譜接入和新型網絡架構。大規模天線陣列是提升系統頻譜效率的最重要技術手段之一,對滿足5G系統容量和速率需求將起到重要的支撐作用;超密集組網通過增加基站部署密度,可實現百倍量級的容量提升,是滿足5G千倍容量增長需求的最主要手段之一;新型多址技術通過發送信號的疊加傳輸來提升系統的接入能力,可有效支撐5G網絡千億設備連接需求;全頻譜接入技術通過有效利用各類頻譜資源,可有效緩解5G網絡對頻譜資源的巨大需求;新型網絡架構基于SDN、NFV和云計算等先進技術可實現以用戶為中心的更靈活、智能、高效和開放的5G新型網絡。

5.5G移動網絡技術的標準規范

2015年10月12日,世界電信展在匈牙利布達佩斯舉行,在TD-LTE技術和頻譜發展研討會上,國際電聯秘書長趙厚麟表示,2019年國際電聯將推出5G標準。
5G標準可由“關鍵指標“和”一組關鍵技術“共同定義。關鍵指標是指Gbps的用戶體驗速率,一組5G的關鍵技術包括大規模天線,超密集組網,新型多址技術、全頻譜接入及新型網絡架構。”
此前,聯合國旗下的國際電信聯盟(簡稱ITU)公布第五代行動網路(5G)標準發展的時間表,顯示不論是5G的標準或是相關系統都將在2020年出爐,5G系統也正式命名為IMT-2020,可望于(2015年)年10月通過表決。而5G將帶來最高20Gbps的傳輸速率。
2015年年3月,華為宣布,與日本最大的移動通信運營商NTT DOCOMO合作,對5G空口(移動通信網絡中基站與移動終端之間的接口 )新技術進行聯合測試。
實測結果表明,在100MHz帶寬下,單小區平均下行吞吐量達到1.34Gb/s(167.5MB/s),峰值下行吞吐量達到3.6Gb/s(400MB/s)。也就是5G最快每秒可達3.6G。
5G標準正在進入全球統一加速的階段。2015年6月,國際電信聯盟明確了5G的名稱、愿景和時間表等關鍵內容,并定義了5G的主要應用場景。國際標準組織3GPP也明確將從2016年開始制定5G標準,2018年將完成標準凍結。

6.5G移動網絡技術的未來目標

5G技術將提供超級容量的帶寬,短距離傳輸速率將達每秒10Gb,這意味著用戶可以幾乎不受限制地傳輸大量數據文件,瞬間下載一部電影,在線視頻、3D電影和游戲等高帶寬的應用也將流暢無阻。當用戶以任何方式接入移動網絡、讀取任何數據時都不需要網絡的等待。
以5G為基礎的移動寬帶網絡的未來發展方向是,打造“移動智能終端+寬帶+云”這樣一個平臺,與其他的能源和公共事業一樣,成為整個社會和各個行業賴以運轉的基礎。屆時,利用5G技術構建的超高速、超高容量、超可靠性、超短時延、絕佳用戶體驗的移動寬帶網絡,將得以讓各個產業的信息和數據在不同的平臺上自由流動。
整個社會就像科幻片一樣。無所不在的感知、高清視頻、醫療、教育、消防、家庭智能系統……都可通過各種移動終端輕松實現;房子、車子、各種消費品……都開始‘聯網’。人類社會將萬物互聯,實現數字化生存。

5G移動網絡技術的原理


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,成功實現了傳送距離在2Km范圍內的數據傳輸。此前,世界上沒有一個企業或機構開發出在6GHz以上的超高頻段實現每秒Gb級以上的數據傳輸技術,這是因為難以解決超高頻波長短帶來的數據損失大,傳送距離短等難題。而三星電子利用64個天線單元的自適應陣列傳輸技術,使電波的遠距離輸送成為可能,并能實時追蹤使用者終端的位置,實現數據的上下載交換。超高頻段數據傳輸技術的成功,不僅保證了更高的數據傳輸速度,也有效解決了目前移動通信波段資源幾近枯竭的問題。5G網絡作為下一代移動通信網絡,其最高理論傳輸速度可達每秒數十Gb,這比現行4G網絡的傳輸速度快數百倍,整部超高畫質電影可在1秒之內下載完成。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 (UHD) 節目的時代已向我們走來。

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