5G無線通信傳輸分析與探討

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引言:

十年前，世界上傳輸速率最快的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是3G網(wǎng)絡(luò)。而短短十年，5g時(shí)代已經(jīng)到來，這十年就是發(fā)生了什么，面對(duì)5G無線通信的發(fā)展，我們更應(yīng)該做好對(duì)其具體的分析和探討。

一、無線通信傳輸發(fā)展的歷史回顧與技術(shù)演變分析

十年前，世界上占據(jù)主流地位的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是3G網(wǎng)絡(luò)。2009年12月，北歐電信巨頭TeliaSonera公司在瑞典的首都了當(dāng)時(shí)世界上第一個(gè)第三代伙伴合作計(jì)劃(3GPP)長期演進(jìn)(LTE,LongTermEvolution)標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)于當(dāng)時(shí)原有的3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，LTE是一個(gè)過渡的3.9G技術(shù)，我們可以把它理解為3G+，是基于當(dāng)今CDMA的3.5G和3.75G移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，如HSPA(High-SpeedPacketAccess)。而當(dāng)時(shí)WCDMA的R99和R4系統(tǒng)能夠提供的最高上下行速率分別為64kbps和384kbps，為了能夠與CDMA1XEV-DO抗衡，WCDMA在R5規(guī)范中引入了HSDPA，在R6規(guī)范中引入了HSUPA和無線通信技術(shù)EV-DORevB。該標(biāo)準(zhǔn)的物理層包含有多個(gè)高吞吐率、高傳輸速率的數(shù)字通信傳輸技術(shù)，主要用于滿足蜂窩網(wǎng)絡(luò)更快的數(shù)據(jù)率。因?yàn)?G和3G采用是EV-DORevA技術(shù)，所以最多只能使用一個(gè)波載，而LTE則是使用的EV-DORevB調(diào)制技術(shù)，可以最多同時(shí)使用15個(gè)波載（實(shí)際使用通常為3個(gè)）。通過支持高達(dá)20MHz的帶寬、4x4多輸入多輸出(MIMO)通道和高階調(diào)制方案，LTE的下行信道可以達(dá)到300M/s的速度。由于LTE系統(tǒng)缺乏和3G系統(tǒng)的后向兼容性，因此對(duì)于那些早早更新了3G系統(tǒng)，在2010年左右大規(guī)模更新網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營商顯然更為適合。然而對(duì)于更新3G網(wǎng)絡(luò)不久，在2015年之前不希望進(jìn)行“革命性”換代的運(yùn)營商而言，LTE顯然不是最佳選擇。因此3GPP推出了HSPA的演進(jìn)項(xiàng)目HSPA+，其目的在于保持與R6版本的后向兼容性，同時(shí)在5MHz帶寬下達(dá)到和LTE相仿的性能。2012年1月20日，國際電信聯(lián)盟網(wǎng)站公布的消息，國際電信聯(lián)盟在2012年無線電通信全會(huì)全體會(huì)議上，正式審議通過將LTE-AdvancedWirelessMAN-Advanced技術(shù)規(guī)范確立為IMT-Advanced(即4G)國際標(biāo)準(zhǔn)，我國主導(dǎo)制定的LTE-Advanced同時(shí)成為IMT-Advanced國際標(biāo)準(zhǔn)。如果稱LTE為3.9G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，那么將LTE-Advanced稱為4G標(biāo)準(zhǔn)更加準(zhǔn)確一些。

二、5G無線通訊傳輸前景探討

回顧移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史，每隔10年左右，以通信網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)迭代為標(biāo)志，移動(dòng)通信領(lǐng)域就會(huì)發(fā)生一場(chǎng)大變革。每隔10年新的移動(dòng)通信技術(shù)就會(huì)普及。據(jù)中國IMT-2020(5G)推進(jìn)組于2014年5月的《5G愿景與需求白皮書》數(shù)據(jù)披露,預(yù)計(jì)到2020年全球移動(dòng)終端(不含物聯(lián)網(wǎng))的總量將超過100億，其中五分之一預(yù)計(jì)來自中國,全球物聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量將超過500億，而中國同樣占據(jù)超五分一的份額。網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)者對(duì)帶寬的需求呈現(xiàn)出幾何式增長，導(dǎo)致了各大智能技術(shù)公司和研究機(jī)構(gòu)前仆后繼地爭(zhēng)相投資，不斷謀求使用新技術(shù)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)帶寬和提高傳速速率。以移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率做比較,第一代模擬式系統(tǒng)(1G)以模擬技術(shù)為基礎(chǔ)，僅提供語音服務(wù)，比如高級(jí)移動(dòng)電話服務(wù)(AMPS)。第二代數(shù)字式移動(dòng)通信技術(shù)(2G)主要采用數(shù)字技術(shù)使用標(biāo)準(zhǔn)，例如全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)，傳輸速率最高只達(dá)384Kbps。而第三代移動(dòng)通信技術(shù)(3G)提供了更好的用戶體驗(yàn)。但是與當(dāng)時(shí)已經(jīng)有很大程度普及的有線寬帶網(wǎng)絡(luò)相比，3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率仍然很慢。第四代移動(dòng)通信技術(shù)(4G)通?？蛇_(dá)到10~20Mbps,甚至最高可以以100Mbps速度傳輸無線信息，這種速度相當(dāng)于10年前手機(jī)上網(wǎng)速度的大約100倍，比20年前撥號(hào)，上網(wǎng)快2000倍?？梢灶A(yù)見，等發(fā)展到第五代移動(dòng)通訊，其將具備更大的吞吐量和更快的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。

三、結(jié)束語

當(dāng)今的無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展已經(jīng)到了一個(gè)很高的水平，通訊網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷變革伴隨著的是用戶數(shù)量的爆炸式增長和用戶體驗(yàn)的不斷優(yōu)化。從20世紀(jì)80年代第一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)到2010年前后的4G網(wǎng)絡(luò)，技術(shù)在發(fā)展，軟硬件功能在增強(qiáng)。5G無線通信傳輸在將來會(huì)徹底取代4G通信，為人們的生產(chǎn)、生活帶來更多便利。

參考文獻(xiàn)

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作者：周洋 單位：吉林吉大通信設(shè)計(jì)院股份有限公司