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近年來,第五代移動通信(xìn)係統5G已經成為(wéi)通信業和學術界探討的熱點。5G的(de)發展主要有兩個(gè)驅動力。一方麵以長期演進技(jì)術為代表的第四代移動通(tōng)信係統(tǒng)4G已全麵商(shāng)用,對(duì)下一代技術(shù)的討論提上日程;另一方麵,移動數據的需(xū)求爆炸式增長,現有移動通信係統難以滿足未來需(xū)求,急需研發新一代(dài)5G係統。
5G的發展也來自於(yú)對移動(dòng)數據日益增長(zhǎng)的需求。隨著移(yí)動互聯網的發展,越來越(yuè)多的設備接(jiē)入到移動網絡中,新(xīn)的服務(wù)和應用層出不窮,全球移動寬帶用戶(hù)在2018年有望達到90億,到2020年,預計移動通信(xìn)網絡的(de)容量需要在(zài)當前的網絡容量上增長1000倍。移動數據流量的暴漲將給網絡帶來嚴峻的挑戰。首先,如果按照當前移動通(tōng)信網絡發展,容量難以支持千倍(bèi)流量的增長,網絡能耗和(hé)比特成本難以承(chéng)受;其次,流量(liàng)增長必然帶來對(duì)頻譜的(de)進一步需求(qiú),而移動通信頻譜稀缺,可(kě)用頻譜呈大(dà)跨(kuà)度、碎片化分布,難以實現(xiàn)頻譜的高效使用;此(cǐ)外,要提升網絡(luò)容量,必須智能高效利(lì)用網絡資源(yuán),例如針對(duì)業務和用戶的個性進行智(zhì)能優化,但這(zhè)方麵的能(néng)力不足;最後,未來網(wǎng)絡必然(rán)是一個多網並存的異(yì)構移動網絡,要提(tí)升網絡容量,必須解決(jué)高效管理各個網絡,簡化互操作(zuò),增(zēng)強用(yòng)戶體驗的(de)問題。為了解決上述挑戰,滿足日益增長的移動流量需(xū)求,亟需發展新一代5G移動通信網絡。
與早期(qī)的2G、3G和4G移動網絡一樣,5G網絡是數字蜂窩網絡(luò),在這種網絡中(zhōng),供應商覆(fù)蓋的(de)服務區域被(bèi)劃分為許多被稱為蜂(fēng)窩的(de)小地理(lǐ)區域。表示聲音和圖像的(de)模擬信號在手機中(zhōng)被數字化,由(yóu)模數轉換器轉換並作為比特流傳輸。蜂窩中的所有5G無線設備通(tōng)過無線電波與蜂(fēng)窩中的本地(dì)天線陣和低功率自動收(shōu)發器(發射機和接收機)進(jìn)行(háng)通信。收發器從(cóng)公共(gòng)頻率(lǜ)池分配(pèi)頻道,這些(xiē)頻道在地理上分(fèn)離的蜂窩中可以重複使用。本地天線通過高帶寬光纖或無線回程連接與電話網絡和互聯網連(lián)接。與現有的手機一樣,當用戶從一個蜂窩穿越到另(lìng)一個蜂窩時,他們的移動設備將自動(dòng)“切換”到新蜂窩中的天線(xiàn)。
5G網絡的主要(yào)優勢在於,數據(jù)傳輸速率遠遠高於以前的蜂窩網絡,最高(gāo)可達10Gbit/s,比當前的有線互聯網要快,比先前的4GLTE蜂窩網(wǎng)絡快100倍。另(lìng)一個優點是較低的網絡延遲(更(gèng)快的響應時間),低於1毫秒,而4G為30-70毫秒(miǎo)。由於數據傳輸更(gèng)快,5G網絡將不僅僅(jǐn)為(wéi)手機提供服務,而且還將成為一般性的家庭和辦公網絡提供商,與有線網(wǎng)絡(luò)提供商競(jìng)爭。以前的蜂窩網絡提供了適用於手機的低數據(jù)率(lǜ)互聯網接入,但是一個(gè)手機發射塔不能經濟地提供足夠的帶寬(kuān)作為家用計算機的一般互聯網供應(yīng)商。
網絡特點:
以(yǐ)上是5G區別於前幾代移動通信(xìn)的(de)關鍵,是移動通信(xìn)從以技術(shù)為中心逐步向以用戶為中(zhōng)心轉(zhuǎn)變的結(jié)果。