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5G通信技術(shù)特征及發(fā)展趨勢(shì)
第五代移動(dòng)無線（5G）在過去幾年內(nèi)一直是熱門討論話題，而且隨著今年和明年開展的5G試驗(yàn)和部署，其還即將成為一項(xiàng)熱門的經(jīng)濟(jì)話題。大多數(shù)人都對(duì)3G向4G的升級(jí)了若指掌，而且感謝4G所賦予的通過智能手機(jī)更好地瀏覽網(wǎng)頁及使用基于云的應(yīng)用程序和服務(wù)的能力。然而，4G向5G的轉(zhuǎn)變即將帶來一種完全不同的體驗(yàn)。4G為在3G系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的漸進(jìn)式技術(shù)和性能提升，而計(jì)劃中的5G預(yù)計(jì)成為一場(chǎng)完全的無線和連接性革命。
第五代移動(dòng)通信技術(shù)的特征
相對(duì)于傳統(tǒng)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，依靠關(guān)鍵技術(shù)包括大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址、全頻譜接入和新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)志性能力指標(biāo)為“Gbps用戶體驗(yàn)速率”。5G 具有如
下的基本特征：
1）數(shù)據(jù)流量增長100倍，保障超高速傳輸。
2）聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)目擴(kuò)大10倍，使超大規(guī)模用戶應(yīng)用更加便捷。如峰值速率至少10 Gb/s，用戶可獲得速率達(dá)到10 Mb/s，特殊用戶需求達(dá)到100 Mb/s，滿足不同用戶需求。
3）時(shí)延短和可靠性高，能夠滿足用戶隨時(shí)隨地的網(wǎng)絡(luò)在線服務(wù)，極大地降低用戶時(shí)延和控制時(shí)延，并在進(jìn)行信息傳輸過程中的重大業(yè)務(wù)端到端服務(wù)可靠性提升到99.99% 以上。
4）頻譜利用率高，網(wǎng)絡(luò)耗能低。
5G的主要目標(biāo)為打造一個(gè)連接世界上所有人及所有“物”的平臺(tái)。此外，計(jì)劃中的5G系統(tǒng)的無線性能將實(shí)現(xiàn)數(shù)倍于4G的數(shù)據(jù)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(shè)備（UE），更高的可靠性，以及物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0所需的海量機(jī)器類通信。其中牽涉的技術(shù)不但支持移動(dòng)無線用戶，還支持包括汽車、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)、機(jī)器、智能家居在內(nèi)的許多其他市場(chǎng)和行業(yè)。為此目的，在過去數(shù)年中，許多國家、國際標(biāo)準(zhǔn)組織及國際工業(yè)聯(lián)盟一直就5G的確切規(guī)格和性能參數(shù)進(jìn)行討論和爭論。
最終規(guī)格計(jì)劃由國際電信聯(lián)盟（ITU）和第三代合作伙伴計(jì)劃（3GPP）在2020年的國際移動(dòng)通信活動(dòng)（IMT-2020）上發(fā)布。然而，在市場(chǎng)的推動(dòng)下，移動(dòng)運(yùn)營商和服務(wù)提供商已加快其預(yù)定計(jì)劃的實(shí)施，而這又反過來促使制定規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)相應(yīng)地加快其步伐。隨著目前全世界對(duì)5G頻譜的不斷討論和改造，即將發(fā)布的初始5G版本已經(jīng)與其原始版本略有不同。
作為3GPP第15版標(biāo)準(zhǔn)的一部分，非獨(dú)立5G新無線電（NSA 5G NR）規(guī)范被用作臨時(shí)5G規(guī)范，以彌補(bǔ)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(guī)格，以及利用LTE控制面信號(hào)為5G實(shí)現(xiàn)高吞吐量的毫米波頻率運(yùn)行。NSA 5G NR的新的5G頻段及更強(qiáng)的CA和MIMO規(guī)格允許以現(xiàn)有技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)類似于5G的性能。該臨時(shí)規(guī)范還可為即將實(shí)施的對(duì)初始5G系統(tǒng)的試驗(yàn)和部署奠定技術(shù)基礎(chǔ)，以使得人們更好地理解將于3GPP第16版及IMT-2020發(fā)布的完整版規(guī)范當(dāng)中的技術(shù)（尤其毫米波技術(shù)）。
由于手機(jī)和用戶設(shè)備制造商不太可能在2019年年底之前開發(fā)出具有NSA 5G功能的智能手機(jī)和其他用戶設(shè)備，因此初始5G應(yīng)用中已經(jīng)產(chǎn)生了一些令人感興趣的商機(jī)。其中，最熱門的新商機(jī)當(dāng)中的一項(xiàng)為家庭用固定無線服務(wù)（FWS），該服務(wù)利用5G無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)包括電視、家庭互聯(lián)網(wǎng)及IP電話在內(nèi)的“最后一英里”數(shù)據(jù)服務(wù)。由于5G服務(wù)數(shù)據(jù)速率的增快、延遲度的減低及可靠性的提升當(dāng)中還可產(chǎn)生其他商機(jī)，因此還將涌現(xiàn)出新的無線連接用途。
所有的5G試驗(yàn)、部署及產(chǎn)品/服務(wù)開發(fā)均要求電信運(yùn)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(shù)知識(shí)支持進(jìn)行射頻及微波器件的采購。幸運(yùn)的是，Pasternack正在蓄勢(shì)待發(fā)，隨時(shí)準(zhǔn)備以其良好的過往記錄及大量的射頻產(chǎn)品專家員工推動(dòng)這波向更加連通的世界的過渡。
第五代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
全球關(guān)于5G的技術(shù)研究，還處于早期階段，將來還要經(jīng)過技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)化、外場(chǎng)試驗(yàn)等階段，并最終實(shí)現(xiàn)商用部署。不過，盡管對(duì)于5G概念和技術(shù)仍在探討，但對(duì)于5G標(biāo)準(zhǔn)融合的大方向，現(xiàn)在學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界基本形成了共識(shí)。在2G、3G時(shí)代，不同的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)之間存在較大的差異。而在4G時(shí)代，TD-LTE和LTE-FDD在核心網(wǎng)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(shí)代，在頻譜的使用上將更加高效和靈活，核心技術(shù)和系統(tǒng)架構(gòu)將進(jìn)一步融合，全球共用一套通信標(biāo)準(zhǔn)將成為5G技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
5G技術(shù)的發(fā)展將會(huì)在信息技術(shù)新的發(fā)展中逐漸形成自己的特點(diǎn)：一）更加注重用戶的體驗(yàn)，提高和改善通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率；二）完善和健全網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)、多面、多用戶，提高系統(tǒng)性能；三）技術(shù)將實(shí)現(xiàn)無處不在的無線信號(hào)覆蓋，優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)；四）充分利用高頻段頻譜資源，實(shí)現(xiàn)5G的普遍廣泛應(yīng)用；五）可靈活化的配置5G移動(dòng)無線通信網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)通信運(yùn)營商科根據(jù)實(shí)時(shí)的流量動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源，降低成本和消耗。