5G关键技术的特征和面临的挑战
在科技的推动下,通信技术发展迅速,在社会各个领域都发挥作用。在4G技术的应用下,整个社会发生巨大变化,但是,在随着技术的不断提升,加之人们对通信技术要求的提升,4G 技术需要与时俱进,不断提升相关通信要求,寻求技术上的突破。在未来,5G技术成为发展方向,实现了对4G技术的提升。本文全面分析和探讨了5G关键技术面临的挑战和发展趋势。 目的,全球对通信技术给予高度重视,通信技术不断革新,经历了多个发展阶段,其中,最为广泛的是4G技术。随着社会对通信技术的标准和要求的提升,4G技术彰显不足,需要进行不断提升,5G技术应运而生,为社会提供更加优质的通信服务。因此,对5G技术的研究不断深入,需要重视5G关键技术的分析,正视其发展过程中面临的挑战,以便更好地掌握未来发展趋势。 1 全面分析5G技术特征
对于5G技术而言,相比4G技术,特点突出。首先,在5G技术发展中,在强调技术改革的同时,重视用户体验的层次,注重网络平均吞吐速率,面临更高的要求,要切实提升通信技术的实用性。其次,在5G通信背景下,要在通信技术层面进行体系架构的突破,立足物理层传输和信道编译技术,着重进行关键性的研究,将多点、多用户为特征的协作网作为重点。再次,在以往通信技术中,侧重点是通信的覆盖面,缺乏对室内通信要求的
提升,在广泛覆盖面的基础上,积极、深入地发展室内通信技术。第四,在5G通信技术下,高频的频谱资源应用增多,但是,鉴于自身的缺陷,尤其是穿透力的不足,因此,在5G通信技术发展中,要高度重视具有高穿透力的技术。第五,立足5G通信技术,将实现运营成本的进一步降低,实现对网络流量的准确统计,强化对网络资源的合理分配与调整,在保证使用效果的同时,有效降低运营成本。
2 正确分析5G关键技术面临的挑战
对于5G技术的发展所面临的挑战,为了更好地进行分析其发展,需要重视其系统的基本要求。 2.1 对数据速率的要求
对于5G技术,其得以发展的主要驱动力即为移动数据流量的巨大规模,近乎爆炸。针对数据的速率,采取多种方式进行测量,以便考察其是否达到5G技术要求与目标。首先,对于聚合数据速率而言,其主要是指网络所能够提供的数据服务总量,5G 的要求是能够在4G的基础上,达到1000x5G的指标。其次,对于边缘速率,其所关注的是网络运行范围内,用户所希望达到的最差的数据速率,是重要的度量指标,极具现实价值。在5G 环境下,要求其速率达到1Gbps。但是,要求这一标准需要满足95%的用户,难度较高,挑战性极大,需要达到100倍以上的技术提升,尤其是面对负载等多方面的因素变化,这一目标挑战性极强。再次,在峰值速率方面也需要进行大程度地提升,能够不受网络
配置的限制,最大限度地获取最佳数据速率。 2.2 延迟方面面临的挑战
目前,4G网络下,往返需要15ms。同时,在1ms子帧时间范围内,能够进行相对合理的资源分配,保证接入的及时性。这种延迟效果对目前大部分服务项目而言是足够的,但是,在5G应用领域中,需要将双向游戏纳入其中,尤其是需要考虑云技术的应用。因此,5G需要能够支持1ms的往返延?t,相比4G而言,相当于提升了一个数量层级。因此,在这种要求下,要对子帧结构进行有效缩减,这种时间上提升与约束对于协议栈和核心网络层设意义重大。
2.3 在能源与成本方面的要求
在由4G 向5G发展的过程中,一个重要的因素就是需要成本和能耗进行相应的减少,至少不允许出现链路基础上的增加。鉴于链路数据速率的增加,需要在成本上得到相应的降低。在5G技术中,关于成本的考虑,需要从网络边缘发展到核心回程,鉴于全新BS密度和增加的宽带,5G对于成本的考量将更加严谨。 2.4 对设备类型和规模数量的要求
在5G技术的应用下,需要规模更加庞大的设备集合,凸显多样性。在发展中,机器对机器通信预期增长,单个宏小区需要支持更多低速率设备,甚至涉及传统的高速率用户,因袭,需要对4G控制平面、网络管理进行改变。
3 对5G关键技术应对策略与发展趋势的探讨
3.1 借助MIMO技术提升数据速率
对于这种方式,首先,可以采取极度致密化和卸载的方式,实现区域内光谱速率的提升,也就是说,在单位面积上,增加活动节点。其次,合理增加带宽。采取移动方式,抑或是将毫米波频谱移入其中,另外,也可以更换地发挥Wi-Fi的作用,对其未授权的频谱频段,即5GHz进行更好地利用。再次,发挥MIMO技术的优势,切实提高频谱效率,以期实现单位节点更多比特/s/Hz。
3.2 发展超密度网络容量
对于网络容量,最为有效和直接的增量办法是促使小区更小,这种方法被不断证明。随着科技的不断发展,小区大小控制在数百平方公里的数量等级,同时,规模和尺寸都在不断缩小,目前,在城市地区,能够达到一平方公里。网络的迅速发展,包括嵌套的小小区,微微小区、毫微微小区以及分布式天线系统容量和覆盖观点,但是,需要中心站点能够完成所有基带处理,同时,实现小区ID 的共享。小区缩小的优势十分明显,能够满足跨地域频谱的应用,同时,降低竞争位置用户的数量。 3.3 积极构建新型网络构架
在未来5G 通信技术发展中,应用的主要接入网架构为C-RAN,融入集中化处理、协作无线电以及实时云计算,呈现绿色无线接入网构架的特征,主要发挥低成本高速光传输网络的优势,在远端天线和集中化中心点进行信号的传递,实现更大范围
基站的覆盖。这种架构应用协同技术,能够实现干扰和功耗的有效降低,频谱效率得以提升,能够实现对智能化组网的动态跟踪,达到基站处理的目的,有效降低运营成本,便于维护。 4 结束语
综上,在通信技术与物联网技术的结合发展中,5G通信技术具备了更加无限的发展空间,需要融入多种技术,实现超高速率、高可靠度、超密度通讯的目标,更好地应对其在延时、功耗等方面的挑战,关注用户实际体验,构建更加开放和互联的网络生态体系。