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物联网时代中5G移动通信技术的分析

来源:用户上传      作者:吴成飞 程子轩

摘 要:随着经济与社会的不断发展以及科学技术的日新月异,5G移动通信技术已逐渐走进千家万户,而每一次新技术的出现总会给人们的日常生活带来了翻天覆地的变化。在这样的情景之下,传统的物联网技术早已不能满足人们的实际需求了,5G移动通信技术应运而生。基于此,文章着重探讨物联网时代中5G移动通信技术。

关键词:物联网;5G移动通信技术;分析

0 引言

5G移动通信技术是继2G,3G,4G移动通信技术之后,从3GPP延伸和发展起来的R15,它與4G移动通信相比,5G移动通信技术不仅可以加快数据传输的速度和效率,还具有超高可靠性、安全性等的显著性特征,可以更好地彰显自身的优势和作用,是移动通信技术未来发展的必然趋势和主要方向。

1 5G移动通信技术的发展历程

5G移动通信技术自出现以来就受到了社会各界人士的高度重视和广泛关注,就技术本身而言它是在2G,3G,4G通信技术的基础上发展起来的。时下,5G移动通信技术的传输速度已经达到了1 Gbp,比4G移动通信技术的传输速度提高了100倍及以上。由于5G移动通信技术自身所具备的短信、上网、超高画质、3D影片众多优势,自面世以来就迅速地成了各个国家地区研究的重点内容。2013年,为了加快5G移动通信技术的研发进程,国家政府部门为5G移动通信拨付专款5 000万元,同年5月韩国三星公司成功研发出5G移动通信核心技术。就我国而言,华为公司和中国移动公司也对5G移动通信技术的研发十分重视,经过不断的探索和实践,华为5G移动通信技术的研发已取得了突破性的进展。

2 5G移动通信技术的特点分析

2.1 效率高

5G移动通信技术将用户地体验作为了研发的重点内容,它的接收率要比4G移动通信技术高出很多倍,且5G移动通信技术的信号传输能力也变得更加广泛,它能够轻松应对外部的复杂环境。因此,5G移动通信技术大大提高了网络的使用效率,进而也更好地推动物联网技术不断向前发展,不仅拓宽了发展业务,其运营方式也得到了根本性的转变。

2.2 扩展性高

5G移动通信技术为用户带来了全新的体验。相关研究表明:5G移动通信技术的覆盖范围是4G移动网络通信技术的10倍及以上,不论是信号还是传输速度都得到了进一步的提高与增强,进而为用户带来了更多的便利。因此,5G移动通信技术的扩展性得到了大大地提高,在5G通信技术的支持下,必将会更进一步地推进人类文明的发展与进步[1]。

2.3 可靠性强

随着5G移动通信技术的应运而生,其可靠性也得到了进一步的增强,满足了不同用户地体验需求。在此,有效地解决了4G移动通信技术网络卡顿与时延等地问题,与过去的移动通信技术相比来说,其容量更大,传输性能更好。

3 5G 移动通信技术的关键技术研究

3.1 同频全双工技术

5G移动通信时代的到来,可以在其中引入同频全双工技术,其根本目的是提升频谱率。时下,5G移动通信技术中资源使用率不达标是亟待解决的问题之一,而同频全双工技术可以在一定程度上有效改善这类问题。而在过去,由于受到4G移动通信技术频谱资源的消极影响,导致5G移动通信技术可以更加凸显出多样化及灵活性等的特点。同时,在5G移动通信技术中引入同频全双工技术之后,有效地解决了用户与用户之间相互干扰的问题,弥补了TDD,FDD等技术的诸多不足之处。从理论角度来看,将同频全双工技术融入5G通信技术,还可以不断提高频谱资源的利用效率和传输速度。但需要注意的是:不论任何技术的出现,有优点也有缺点,同频全双工技术的局限性犹存,特别是在多天线使用的情况下,同频全双工技术依然有很多限制性的因素,这也是其不能进行大范围推广和延展的重要因素之一。

3.2 自抵消手段

5G移动通信技术中的自抵消手段,主要是通过消除的方式,在射频电路中生成与同频全双工技术相反的信号,以此达到消除自干扰信号的目的。但我们仍需要明确的是,自抵消手段的核心是消除模式,主要借助ADC来接收和筛选同频全双工技术中的信号。在此基础上通过数字域中的消除算法,对相同的信号完成抵消操作。抑或者也可以通过模拟域自干扰消除手段,在结合同频全双工技术共同实现自干扰信号的消除。在自抵消手段与模拟域自干扰消除技术进行对比之后我们还可以发现:模拟域自干扰消除技术中的灵活性特点十分突出,可以结合实际情况实现自干扰信号消除的操作。总的来说,不论是同频全双工技术还是自抵消手段,都可以实现模拟域自干扰消除。但仍需要注意的是,模拟域自干扰消除技同样存在着一定的局限性,当其遇到发射与自干扰通道在内的诸多客观因素影响时,模拟域自干扰消除技术的效率就会大打折扣[2]。

3.3 MIMO 技术

众所周知,多天线可以在某种程度上大大地提升传输的可靠性与安全性,这就会使得无线系统中的频谱率得到更进一步地的强化与提升,使得数据数量在较多天线的情况下得到高效利用。同时,不断提高天线的发射效率和接受程度,还可以使得MIMO 技术中的信息路径与实力容量得到全面的提升。倘若要不断地拓宽信息通道的整体容量,同时还应当增加天线的数量,并结合实际情况进行合理的天线配置,进而实现综合化的服务。因此,在天线的配置模式上,还应当以大规模的和集中式的MIMO 技术为主。与此同时,MIMO 技术中其他的优势和作用也在日趋凸显中,最常见的就是可以有效提升空间的分辨率,在给用户带来更好的体验效果的同时,在短时间内还可以形成集中坡束,有效抵制过大的波宽对MIMO 技术造成的影响。而通常情况下,MIMO 技术具有很高的工作效率,当其实现了大规模的运作之后,无线规模也会随着扩大,MIMO 技术与传统技术相比更进一步。

3.4 D2D通信技术

D2D通信技术主要是以基站为主要传输中心,以此达成全面覆盖传输的目的,但是在这一过程中不能对基站进行随意的移动或者变更中继站,这样不仅会造成网络结构的灵活性下降且局限性还会十分明显。虽然说,5G移动通信技术数据流量会越来越大,随之用户面积也会变得更加广泛。但是,D2D通信技术还可以在没有基站中转的基础上,实现不同通信设施之间得相互通信,不断扩宽网络连接模式和接入模式。除此之外,设备与设备之间的D2D通信技术,以间距短的通信模式实现信道质量和运行效率的达标,进而从真正意义上实现高效率频谱资源的利用[3]。

3.5 密集网技术

5G移动通信技术会迅速提升数据流量的运行效率,其速度也是4G移动通信技术的上千百倍及以上,这也是5G移动通信技术发展的根本目的。但是,要想实现这个目标,还应当通过与多方技术的强强联合。唯有如此,密集网络技术的效果才会更强,应运才会更加广泛。

4 物联网时代下5G移动通信技术的趋势

当下,我们正处于第四次产业革命变革中的重要时期,其核心和基础依然是围绕物联网技术而展开的。所以,5G移动通信技术更需要在此基础上推进和不断发展,5G移动通信技术下的物联网时代将会成为可能。而当前形势下,人们比较关注的仍是速率、容量以及时延这3方面的内容,而5G移动通信技术的出现可以将移动网络数据接入到一个更高的平台上,其自身具备的大容量可有效缓解时延的问题。5G移动通信技术可以在高密度的状态下进行工作,并支持不同设备之间的可靠性连接。对5G移动通信技术进行深入地研究将会比4G移动通信技术更加的规范与可靠,可以实现大规模的机器通信,有效降低延迟,减少对电池的损害。同时,5G移动通信技术的覆盖范围十分广泛,拥有比自主网络更加灵活和实用等的显著性的特征,基本可以满足人们日常生活、学习和工作中对数据的需求。

目前,5G移动通信技术正在向着终端整合和多元化的方向發展,可以取代眼镜、手表以及穿戴设备中的全部功能,成了各行业领域中更加便利的设备。但是,5G移动通信技术的发展还需要以辅助性的条件为支撑,即建构完善的网络体系,这样不同的设备之间就可以形成高度融合的模式。而在过去,4G移动网络通信技术的物联网的优势不够具体和强大,网络安全机制仍需进一步地的完善,而5G移动通信技术与物联网的深度融合,可以更好地彰显出5G移动通信技术中的优势,使其服务功能、服务效率更加广泛。随着物联网时代的到来,还需构建与完善独立的网络机制,利用功能性的功能构建网络系统,进而实现快速传输的目的。

5 结语

综上所述,在经济与社会不断发展以及科学技术日新月异的大背景下,5G移动通信技术必将会走崭新的舞台,更好地为国家、社会和人民而服务。尽管现在5G移动通信技术的研究已经取得了理想的成绩,但其中仍然存在着很多亟待解决的问题。因此,作为移动通信技术人员应当不断提升自身的专业技术水平,结合5G通信技术的研究现状,全面促进5G移动通信技术的蓬勃发展。

[参考文献]

[1]宋丹,邢金强,邵哲,等.5G 高功率终端产业需求及射频解决方案研究[J].移动通信,2017(21):88-96.

[2]计敏翔.基于物联网时代的5G 通信技术分析[J].计算机产品与流通,2020(4):60-62.

[3]程晓岩,丛鹏,包维雄.5G 移动通信技术下的物联网时代[J].通信电源技术,2020(6):168-169.

(编辑 姚 鑫)


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