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
由 技术编辑 于星期三, 12/17/2014 - 11:45 发表
作者: 翟冠楠李昭勇***通信集团广东有限公司珠海分公司电信网技术
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)。。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)、(多载波码分多址)、LAS-CDMA(大区域同步码分多址)、UWB(超宽带)、(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,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,~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( 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,这些纳米终端将被人们在不同的场所进行运用(比如家庭、办公室、公共场所),因此