5G无线通信技术概念及相关应用.doc

5G 无线通信技术概念及相关应用随着通信网络的 El 益发展及 3G 与 4G 技术的推广与应用,后 4G 时代的通信技术被命名为 5G 。 5G 通信技术作为概念性的技术在 2001 年由日本 NTT 公司提出,而我国 5G 概念则是于 2012 年8 月在中国国际通信大会上被提出。目前, 5G 通信技术还没有统一的制式标准。前不久,报道称韩国三星公司已研发出 5G 通信技术, 该技术被命名为 Nomadic Local Area Wjreless Access( 简称 NoLA) 。手机在利用该技术后无线下载速度可以达到 。本文将简要阐述 5G 通信技术的概念,并结合目前通信领域先进的技术( 如云计算等) 及概念性产品( 如光场相机、比特币等) 来阐述该技术在未来的发展和应用前景。 1. 引言 5G 无线通信技术实际上就是无线互联网网络( 见图 1) ,这个技术将支持 OFDM( 正交频分复用)、 MC . CDMA( 多载波码分多址)、 LAS-CDMA( 大区域同步码分多址)、 UWB( 超宽带)、 NETWORK . LMDS( 区域多点传输服务)和 IPv6( 互联网协议)。事实上, IPv6 是 4G 和 5G 技术的基础协议。 5G 技术是一个完整的无线通信系统, 没有任何限制,所以我们将 5G 称为真正无线世界或者 Wwww (WorldwideWireless Web ,世界级无线网)。图1 5G 网络拓扑图 2. 5G 移动网络对于不同的 RAN(Radio work ,无线电接入网) ,利用扁平化 IP 概念更容易使 5G 网络升级至一个单纳米核心网络。由于扁平化 IP ,我们要更关注网络安全,因此 5G 网络运用纳米技术作为防护工具来保障网络安全。不可否认的是,扁平化 IP 网络的关键概念就是使 5G 可以兼容所有的网络。为了满足使用者对即时数据应用的要求,无线运营商要试图转型到扁平化 IP 建设中去。扁平化 IP 构架提供了一个能够通过象征性的名称来识别终端的方法,这种方法不像分层架构那样运用正常的 IP 地址,这种做法给移动网络运营商带来更多的利益。随着向扁平化 IP架构的转型,移动运营商可以做到: ●减少数据通道中的网络元素,从而减少运营成本和资本支出。●在运用新型的应用中,一定程度上减少数据在传输过程中的损耗。●将整个通信系统中的延迟最小化,如果无线链路中的延迟被增强,也会在系统中得到完整的识别。●分别独立改善无线网与核心网,使之相比从前的网络,拥有更好的拓展性,也可以建立更灵活的网络结构。●发展一个更灵活的核心网络,这个核心网可以作为基站,在移动终端与通用 IP接入网中提供更新颖的服务。●创建一个更具有竞争力的平台,对于有线网络来说,具有价格和性能表现上的优势。扁平化的网络结构在网络中去除了语音功能导向中的分层。为了取代覆盖在语音网络中的数据包, 可以构造更简化的数据结构, 这样即可去除网络链条中多样的元素。图2 所示是 5G 移动系统中的网络结构设计方案的系统模型,这是一个无线与移动网络互用的全 IP 网络模型。这个模型中包括了一个用户终端( 这在整个全新的构造中起到至关重要的作用) 和一些独立、自主的无线电接入技术。对于每一个终端来说, 每一个无线电接人技术都可以被看做是一条 IP 链接,可以连通外部的 网络。但是,在移动终端中,不同的无线电接人技术需要不同的无线电接口。例如, 若我们有 4 种不同的无线电接入技术, 我们就需要 4 种对应的接口植入到移动终端中,而且要求可以同时问激活这 4 种无线电接入。图2 5G 移动网络 3. 5G 结构——纳米核心所谓的 5G 纳米核心实际上包括纳米技术、云计算、全 IP 平台( 见图 3) ,而这 3种技术对于现今的无线网络来说,也发挥着各自的作用。 . 纳米技术纳米技术作为纳米科学的重要应用之一,主要应用于纳米范围内的操作控制,纳米范围一般为 ~ lOOnm 。这个领域中也包括分子纳米技术(MNT_Molecule Nanotechnology) ,分子纳米技术主要应用于原子工程与分子工程中的结构控制。纳米技术于 1 974 年在东京制造业国际会议上被提出,它作为下一次工业革命中的重要部分,将促使通信行业迅速地转向至下一代的通信标准。图3 5G 网络结构——纳米核心 . 纳米终端(NE . Nano Equipment) 在当今社会,移动手机不再仅仅扮演通信设备的角色,而开始慢慢转型到另一种独立的角色。在 5G 通信中,那些所谓的移动终端将被植入纳米技术的芯片,我们称这种终端为“纳米终端”。对于无线领域来说,环境智能的概念将作为中心理念之一被广泛应用, 纳米终端将以智能的方式随时给用户提供完美的计算和通信。当然