聊一聊5G技术
时间:2023-02-10

  众所周知,通讯技术经过了几十年的爆发式增长,已经成为连接人类社会的基础信息网络。随着第五代移动通信技术的快速普及,5G将构筑起万物互联的基础设施,赋予经济增长新动能,支撑智慧社会新发展。同时它可以大大的提高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。下面我们来聊一聊关于5G的一些概述,详情请见下文:


  1、双驼峰规律


  一项新技术概念出现后,在业界会出现一个研究讨论的高潮,这是第一个驼峰。相关的学术论文会为热点,成堆的博士硕士依托这项新技术完成了毕业论文,虽然很热闹,但这仅仅局限在学术研讨层面上,而在具体的技术实现方面还存在着很多问题,或者因成本原因而根本无法量产。


  研究讨论高潮逐渐降温,这是第一个驼峰的下落期,接下来是低调务实的技术攻关,这个平台期可能几年也可能一二十年,当技术问题都解决后,就会迎来商家量产和投入市场的热潮,这就是第二个驼峰。


  按照国际电信联盟关于2020年的规划,5年后就要全面进入5G了,而到现在核心技术体系还没有确立。回顾3G技术发展史,国际电信联盟于1998年6月30日接收了3G技术提案,并迎来了第一个驼峰期,直到2009年1月7日,工业和信息化部正式发放了三张3G牌照,这才进入到第二个驼峰,平台期持续了11年,特别是三张牌照之一的TD-SCDMA,直到2013年才真正成熟,平台期长达15年,可刚成熟4G时代就来临了。


  按照“双驼峰规律”,5年后将在全球推广使用的技术,应在2010年左右就迎来第一个驼峰,而不会在2020前的两三年横空出世,然后迅速被国际电信联盟确定为全球的5G标准,这违反了一般的技术发展规律,不太可能成真。


  2、通信技术的极限


  通信技术可以用八个字概括,那就是调制、解调、编码、解码,这些技术发展到现在,已经普遍到了平台期,例如编码的效率已经接近了极限,内部挖潜增效的余地越来越小,有些业界大牛甚至觉得通信已经没啥搞头了,转行去了医疗设备行业,把其扎实的通信功底用在了高精尖医疗电子设备研发方面,以追求更有希望的未来。


  您可能会有疑问:科学技术越来越强,为什么不能把极限突破了呢?其实通信技术的极限并不是技术工艺方面的限制,而是建立在严谨数学基础上的推论,在可以遇见的未来是基本不可能突破的。


  根据技术发展的“双驼峰规律”和通信技术发展的现状,不大可能会在未来几年里横空出世个令人惊异的新技术,5G技术应是现有技术的新组合,是4G技术的再演进。为什么要有个“再”字?因为4G LTE的后三个字母就是长期演进的意思,5G应是在4G基础上的再演进。


  3、5G无线网络架构


  当前,国际上多个标准化组织如ITU、NGMN联盟等都已经开始进行5G网络及其架构的研究工作。3GPP作为移动网络标准最主要的制定方,5G网络架构的设计将是其国际组织的重点工作,业界预期将在R14开始启动相关工作。学术界、产业界如欧盟METIS、中国IMT-2020网络技术工作组(包含中国国内的运营商、研究机构、设备商、高校)等已经开始着手这方面的讨论。


5G无线网络架构的研究主要从增强特定应用场合如高速列车、热点场所、室内环境等覆盖以及吞吐量、增强用户数据速率以及QoS需求、增强频谱效率以及能量效率、降低网络延时等方面入手,具体可以总结如下:


  目前,5G研究仍处于需求制定和空中接口技术攻关阶段,尚未提出明确的网络架构。但总的看来,5G无线网络架构存在两条发展路线:一是综合化发展,即“演进+创新”的路子,在演进型的2G/3G/4G多制式蜂窝网络、以及短距离无线通信网络的基础上,融入创新型无线接入技术,形成综合型的5G无线网络架构。二是颠覆性发展,即“变革”的路子。


  5G综合化发展的路子,也可以说是5G弥补了4G技术的不足,在数据速率、连接数量、时延、移动性、能耗等方面进一步提升系统性能,。它既不是单一的技术演进,也不是几个全新的无线接入技术,而是整合了新型无线接入技术和现有无线接入技术(WLAN,4G、3G等),通过集成多种技术来满足不同的需求,是一个真正意义上的融合网络。并且,由于融合,5G可以延续使用4G、3G的基础设施资源,并实现与之共存。


  移动网全球漫游、无缝部署、后向兼容的特点,决定了5G无线网络架构的设计不可能是“从零开始”的全新架构。然而,5G无线网络架构是一种演进,还是一种变革,将取决于运营商和用户需求、产业进程、时间要求和各方博弈等多种因素。


  在5G架构设计的需求以及可能的技术方面,已经形成了一些共识。在需求方面,普遍将灵活、高效、支持多样业务、实现网络即服务等作为设计目标;在技术方面,SDN、NFV等成为可能的基础技术,核心网与接入网融合、移动性管理、策略管理、网络功能重组等成为值得进一步研究的关键问题。


  总结


5G技术将会在终端,网络,无线接入等方面进行融合及创新,优势明显,5G网络能够为我们提供高速率,高可靠性,低时延的服务,让我们享受流媒体,超高清视频等业务;同时,物联网时代,5G网络技术具有很灵活的可扩展的网络架构,能够根据需求进行组网,同时5G网络能够涵盖不同行业用户以及开展多种业务类型,丰富我们的生活,随着上面这些技术的突破,未来的5G时代也会快速到来。