“5G”,真的来了!

2020-05-08 作者:通讯产品   |   浏览(141)

未来变化趋势是从无源天线到有源天线系统。这就意味着天线可能会实现智能化、小型化、定制化。因为未来的网络会变得越来越细,我们需要根据周围的场景来进行定制化的设计,例如在城市区域内布站会更加精细,而不是简单的覆盖。5G通信将会应用高频段,障碍物会对通信产生很大的影响,定制化的天线可以提供更好的网络质量。

第1代移动通信系统是模拟式通信系统,模拟式是代表在无线传输采用模拟式的FM调制,将介于300Hz到3400Hz的语音转换到高频的载波频率MHz上。

通信在人与人之间的信息交换扮演了重要的角色,从技术层面来讲,甚至是植物之间也存在相互交流,而真正使我们人类与众不同的是,通信方式发展和变革的速度相当惊人。通信技术的发展,使人与人之间的交流变得愈加方便、快捷和频繁。现在我们身处这样一个时代节点,很多人需要时刻保持“在线“状态,哪怕暂时失去和外界的联系都容易引起恐慌。通信是解决传输的问题,移动通信则是在通信的基础上叠加了更自由的通信,移动通信的终极目标是无论何时何地,都可以按照个人需求与任何人任何物之间通信。未来更自由的通信将释放双手,同时,没有来自屏幕和电池等硬件的束缚。不过在通往真正自由通信道路上,有一点我们不能忘记,就是无论身处何地,都可以自由的通信。

监测高频段资源虽然目前较为丰富,但是仍需要进行科学规划,统筹兼顾,从而使宝贵的频谱资源得到最优配置。

5G让移动网络超越手机

关键技术六:新型网络架构

过去二十年,我们见证了移动通信从1G到4G LTE的转变。在这期间,通信的关键技术在发生变化,处理的信息量成倍增长。而天线,是实现这一跨越式提升不可或缺的组件。

云顶娱乐app官网,第三代移动通信系统

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4G包括TD-Lte和FDD-LTE两种制式,是集3G与WLAN于一体,并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像.4G能够以100Mbps以上的速度下载,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。

不过要5G技术真正来到我们身边,还有很多困难需要解决,10倍于4G的数据传输,对网络的覆盖、终端设备的能力,都提出了挑战。

D2D技术无需借助基站的帮助就能够实现通信终端之间的直接通信,拓展网络连接和接入方式。由于短距离直接通信,信道质量高,D2D能够实现较高的数据速率、较低的时延和较低的功耗;通过广泛分布的终端,能够改善覆盖,实现频谱资源的高效利用;支持更灵活的网络架构和连接方法,提升链路灵活性和网络可靠性。目前,D2D采用广播、组播和单播技术方案,未来将发展其增强技术,包括基于D2D的中继技术、多天线技术和联合编码技术等。

天线和无线基站的难点凸显

超密集网络能够改善网络覆盖,大幅度提升系统容量,并且对业务进行分流,具有更灵活的网络部署和更高效的频率复用。未来,面向高频段大带宽,将采用更加密集的网络方案,部署小小区/扇区将高达100个以上。

这一次的5G在目标客户群体上就彻底不同于之前,它的野心很大:5G要真正解决连接成本的问题,把移动网络的服务目标从人们手中的手机扩展到一切对网络连接有需求的设备。5G不只是为手机服务是对5G革命有更深入理解的最重要一步。为了达成这个目标,5G将提供高连接密度网络,并且细分网络的类型,从两大方面降低设备的连接成本。

关键技术三:同时同频全双工

当前的很多网络设备,为了保证信号在移动过程中不中断,需要不停在各个地方测试信号以决定该连到哪。但在将来,智能设备可以根据我们身处的环境,更智能化的设计整个通信协议和过程,而这些优化能让传输更多的前提下,实际耗电量却不会增加。

5G并不是独立的、全新的无线接入技术,而是对现有(包括2G、3G、4G和WiFi)的技术演进。依据5G的特点以及国际标准规划,将5G分为三大应用场景:eMMB(即enhanced Mobile BroadBand,增强型移动带宽)、mMTC(即Massive Machine Type Communication,海量机器类通信)和uRLLC(即Ultra-Reliable Low Latency Connection,超可靠低时延通信)

然而随着流量十倍甚至百倍的增加,终端的功耗也在成倍增长,但电池技术近年来的发展却并没有突飞猛进。按照目前的发展趋势,电池厂商可以让电池容量保持大约每年5%的增长。想要在功耗成倍增加的情况下,保持电池体积不变,又保证设备的续航,是对所有5G时代的移动终端的一个挑战。如果使用5G技术的代价是手机变得更大更重,那么很多人可能会重新考虑拥有它的必要性。

目前,LTE接入网采用网络扁平化架构,减小了系统时延,降低了建网成本和维护成本。未来5G可能采用C-RAN接入网架构。C-RAN是基于集中化处理、协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线接入网构架。C-RAN的基本思想是通过充分利用低成本高速光传输网络,直接在远端天线和集中化的中心节点间传送无线信号,以构建覆盖上百个基站服务区域,甚至上百平方公里的无线接入系统。C-RAN架构适于采用协同技术,能够减小干扰,降低功耗,提升频谱效率,同时便于实现动态使用的智能化组网,集中处理有利于降低成本,便于维护,减少运营支出。目前的研究内容包括C-RAN的架构和功能,如集中控制、基带池RRU接口定义、基于C-RAN的更紧密协作,如基站簇、虚拟小区等。

5G的到来,预示着又一个新的通信时代的到来。相信处于4G时代的我们不在为视频加载不出来而心烦意乱,能随时随地体验极速网络所带来的畅快体验,然而5G的到来将把我们带去更加神奇的信息世界,其中便包括了虚拟现实领域等高端领域,相信未来我们的信息生活将发生很大的变化。

关键技术四:D2D

无论如何升级,1G到4G的设计出发点就是为手机而服务的。之前四代的移动网络技术并没有认真考虑其他设备连接这个移动网络的可能性。换句说话因为这些移动网络的目标客户一直是消费者手中手机,也导致这个连接成本始终都不低。

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电池技术发展滞后于5G速度

目前研究人员正在针对大规模天线信道测量与建模、阵列设计与校准、导频信道、码本及反馈机制等问题进行研究,未来将支持更多的用户空分多址,显著降低发射功率,实现绿色节能,提升覆盖能力。

现在,下一代通信技术——5G已经进入了标准制定阶段的尾声,各大运营商也正在积极地部署5G设备。毋庸置疑,5G将给用户带来全新的体验,它拥有比4G快十倍的传输速率,对天线系统提出了新的要求。在5G通信中,实现高速率的关键是毫米波以及波束成形技术,但传统的天线显然无法满足这一需求。

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未来天线必须要和系统一起设计而不是单独设计,甚至可以说天线将会成为5G的一个瓶颈,如果不突破这一瓶颈,系统上的信号处理都无法实现,所以天线已经成为5G移动通信系统的关键技术。天线不只是一个辐射器,它有滤波特性、放大作用、抑制干扰信号,它不需要能量来实现增益,因此天线不仅仅是一个器件。

智慧能源

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智慧农业需要海量的数据传输,如土壤温湿度数据、农作物生长数据、空气二氧化碳、氧气浓度数据等,5G有望实现大量的传感器数据传输,实时监测作物生长情况。

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1G主要解决语音通信的问题;2G可支持窄带的分组数据通信,最高理论速率为236kbps;3G在2G的基础上,发展了诸如图像、音乐、视频流的高带宽多媒体通信;4G是专为移动互联网而设计的通信技术,从网速、容量、稳定性上都有极大的提升;

无线家庭娱乐(如家庭监控,流媒体和云游戏)同样受益于5G。带宽越高,视频流质量越好,5G有望提供响应式和沉浸式的4K游戏体验,使大部分家庭的数据速率高于75 Mbps,延迟低于10毫秒。

智慧农业

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3、进一步挖掘新的频率资源(如高频段、毫米波与可见光等),使未来无线移动通信的频率资源扩展4倍左右;

eMMB——增强移动带宽,保证大量数据传输

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2、通过引入新的体系结构(如超密集小区结构等)和更加深度的智能化能力将整个系统的吞吐率提高25倍左右;

关键技术五:密集网络

智慧城市

第一代移动通信系统

社交网络

uRLLC——超可靠、低时延,传输速度快、稳定可靠

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无线家庭娱乐

在未来的5G通信中,无线通信网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向演进。随着各种智能终端的普及,数据流量将出现井喷式的增长。未来数据业务将主要分布在室内和热点地区,这使得超密集网络成为实现未来5G的1000倍流量需求的主要手段之一。

增强型移动带宽主要表现在网络容量的提升,支持不同的设备同时进行大量的数据传输,带宽增强也意味着传输速率增加。超大的网络吞吐量以及更快的速率使得用户能够获得更好的用户体验。该应用场景包括AR/vr、社交网络、远程教育培训、无线家庭娱乐等一些需要超高清视频数据传输的领域。

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由于引入了有源天线阵列,基站侧可支持的协作天线数量将达到128根。此外,原来的2D天线阵列拓展成为3D天线阵列,形成新颖的3D-MIMO技术,支持多用户波束智能赋型,减少用户间干扰,结合高频段毫米波技术,将进一步改善无线信号覆盖性能。

具备力反馈的远程医疗诊断需要低延迟的网络环境才能满足要求。像无线内窥镜和超声波这样的远程诊断依赖于设备终端和患者之间的交互作用。远程诊断是一类特别的应用,尤其依赖5G网络的低延迟和高QoS保障特性。

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