5G通信技術特征及發展趨勢

第五代移動無線(5G)在過去幾年內一直是熱門討論話題,而且隨著今年和明年開展的5G試驗和部署,其還即將成為一項熱門的經濟話題。大多數人都對3G向4G的升級了若指掌,而且感謝4G所賦予的通過智能手機更好地瀏覽網頁及使用基于云的應用程序和服務的能力。然而,4G向5G的轉變即將帶來一種完全不同的體驗。4G為在3G系統的基礎上實現的漸進式技術和性能提升,而計劃中的5G預計成為一場完全的無線和連接性革命。

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第五代移動通信技術的特征

相對于傳統的移動通信網絡,依靠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,實現標志性能力指標為“Gbps用戶體驗速率”。5G 具有如

下的基本特征:

1)數據流量增長100倍,保障超高速傳輸。

2)聯網設備數目擴大10倍,使超大規模用戶應用更加便捷。如峰值速率至少10 Gb/s,用戶可獲得速率達到10 Mb/s,特殊用戶需求達到100 Mb/s,滿足不同用戶需求。

3)時延短和可靠性高,能夠滿足用戶隨時隨地的網絡在線服務,極大地降低用戶時延和控制時延,并在進行信息傳輸過程中的重大業務端到端服務可靠性提升到99.99% 以上。

4)頻譜利用率高,網絡耗能低。

5G的主要目標為打造一個連接世界上所有人及所有“物”的平臺。此外,計劃中的5G系統的無線性能將實現數倍于4G的數據速率,更低的能耗,更大的覆蓋范圍,更低的延遲,更快的用戶設備(UE),更高的可靠性,以及物聯網和工業4.0所需的海量機器類通信。其中牽涉的技術不但支持移動無線用戶,還支持包括汽車、增強現實/虛擬現實、機器、智能家居在內的許多其他市場和行業。為此目的,在過去數年中,許多國家、國際標準組織及國際工業聯盟一直就5G的確切規格和性能參數進行討論和爭論。

最終規格計劃由國際電信聯盟(ITU)和第三代合作伙伴計劃(3GPP)在2020年的國際移動通信活動(IMT-2020)上發布。然而,在市場的推動下,移動運營商和服務提供商已加快其預定計劃的實施,而這又反過來促使制定規范和標準的機構相應地加快其步伐。隨著目前全世界對5G頻譜的不斷討論和改造,即將發布的初始5G版本已經與其原始版本略有不同。

作為3GPP第15版標準的一部分,非獨立5G新無線電(NSA 5G NR)規范被用作臨時5G規范,以彌補4G和5G之間差異和分歧。NSA 5G NR主要為5G提供6GHz以下頻譜、頻段、載波聚合(CA)及MIMO方面的具體規格,以及利用LTE控制面信號為5G實現高吞吐量的毫米波頻率運行。NSA 5G NR的新的5G頻段及更強的CA和MIMO規格允許以現有技術和基礎設施實現類似于5G的性能。該臨時規范還可為即將實施的對初始5G系統的試驗和部署奠定技術基礎,以使得人們更好地理解將于3GPP第16版及IMT-2020發布的完整版規范當中的技術(尤其毫米波技術)。

由于手機和用戶設備制造商不太可能在2019年年底之前開發出具有NSA 5G功能的智能手機和其他用戶設備,因此初始5G應用中已經產生了一些令人感興趣的商機。其中,最熱門的新商機當中的一項為家庭用固定無線服務(FWS),該服務利用5G無線技術實現包括電視、家庭互聯網及IP電話在內的“最后一英里”數據服務。由于5G服務數據速率的增快、延遲度的減低及可靠性的提升當中還可產生其他商機,因此還將涌現出新的無線連接用途。

所有的5G試驗、部署及產品/服務開發均要求電信運營商與以往相比以更快的速度、更大的供貨可靠性及更佳的技術知識支持進行射頻及微波器件的采購。幸運的是,Pasternack正在蓄勢待發,隨時準備以其良好的過往記錄及大量的射頻產品專家員工推動這波向更加連通的世界的過渡。

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第五代移動通信技術發展趨勢

全球關于5G的技術研究,還處于早期階段,將來還要經過技術研究、標準化、外場試驗等階段,并最終實現商用部署。不過,盡管對于5G概念和技術仍在探討,但對于5G標準融合的大方向,現在學術界和產業界基本形成了共識。在2G、3G時代,不同的通信協議標準之間存在較大的差異。而在4G時代,TD-LTE和LTE-FDD在核心網方面已擁有95%的相似性,在無線傳輸方面也有90%的相似性。在5G時代,在頻譜的使用上將更加高效和靈活,核心技術和系統架構將進一步融合,全球共用一套通信標準將成為5G技術的發展趨勢。

5G技術的發展將會在信息技術新的發展中逐漸形成自己的特點:一)更加注重用戶的體驗,提高和改善通信網絡的傳輸速率;二)完善和健全網絡,實現多點、多面、多用戶,提高系統性能;三)技術將實現無處不在的無線信號覆蓋,優化系統的設計目標;四)充分利用高頻段頻譜資源,實現5G的普遍廣泛應用;五)可靈活化的配置5G移動無線通信網絡,相關通信運營商科根據實時的流量動態調整網絡資源,降低成本和消耗。


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