淺析5G發展現狀和未來趨勢

賴璽羽

摘 要：21世紀互聯網高速發展，在滿足人們的交流需求的同時也刺激萌生出對更安全、更高效、更便捷的信息傳播途徑的需求。4G時代的降臨便捷了人們的生活和服務，但互聯網時代瞬息萬變，本文綜合分析了在當代大發展的背景下未來互聯網產業的發展趨勢，并依據該分析判斷，5G未來發展趨勢和特點，并在研究4G的基礎上提出相應的發展建議和意見。

關鍵詞：5G 4G時代特征 便利化 智能化信息時代 未來趨勢

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（b）-0018-02

當今社會是一個以互聯網產業為主要導向的社會，很多人每天必做的一件事就是打開手機搜尋信息。隨著社交網絡媒體和智能化科學技術指導下的終端的興起，可以預見，未來幾年，與人們密切相關的移動通信業務的需求將會呈現出爆炸式增長。同時，由于各種服務號、APP、論壇等的快速發展，人們的生活不僅變得更加便捷高效，拉近了人與人之間的距離的同時，人們也認識到擁有一個快速的網路傳輸途徑的重要性。隨著線上支付、掃碼支付等模式的普及，不同環境下穩定的網絡信號也顯得格外重要。經歷了2G、3G、4G的不斷發展，人們已經清楚地認識到——現有的4G技術已經不能夠滿足這些業務需求。隨著科技的發展，5G的推出無疑給當今的通訊便利化等提供了新的出路，分析目前5G的發展現狀以及分析未來互聯網產業擴大背景下5G未來發展趨勢也顯得尤為重要。

1 4G發展中的優勢與弊端

4G發展也是人類互聯網科技的一大重要突破，掀起了時代改革的巨潮。在發展和應用中，人們體驗到了4G的快速和便利，也發現了4G應用過程中諸如信息泄露、覆蓋面不全等弊端。同時，低能耗和廣泛覆蓋也是未來B4G/5G無線網絡的發展需求。

到目前為止，網絡和服務提供商和終端用戶之間的角色已經分離，但它們將變得模糊，甚至有時會發生逆轉。可以考慮這個數字化的最后一個角落的移動通信網絡或平臺經濟打擊商業部門的情況下，但預期的結果是一樣的——盛大開幕的移動通信系統作為一個整體，全新的機會和威脅其參與者。

1.1 4G發展中的優勢

自從3G出現以來，已經采用了與多天線相關的更多技術來提高系統容量。在3G系統中，多發射天線主要用于波束形成，可以提高鏈路的信噪比（信噪比）。而正交—頻分多路復用（OFDM）極大地降低在4G MIMO系統，特別是在多路徑傳播的環境接收機復雜度。

OFDM已經引起了現在已經標準化的空間復用方案的浪潮。利用空間多重復用，無線鏈路可以支持多層傳輸，這有助于4G系統的峰值數據速率比3G系統高兩倍甚至三倍。LTE中多輸入多輸出技術的研究進展。允許更多的用戶同時在線，這也為短短幾年間快速發展互聯網產業提供了條件。

1.2 4G發展中的弊端

隨著4G以及互聯網的普及，人們對互聯網的依賴度逐步提升，同時，人們對信息安全、隱私保護的關注度也日益增加。全球每天都有不計其數的人受到網絡信息泄露的危害，并處于網絡不穩定的擔心之中。如何發展更加穩定便捷安全的網絡成為了當下研究的熱點。

2 互聯網發展趨勢

互聯網的高速發展使得我們的日常溝通更加便捷的同時，也使得人們對高效率的生活方式更加看重。

高端智能手機的故事表明，需要提供更好的用戶體驗是提高網絡容量的主要動力。2007年，美國沒有“殺手級應用程序”，結果，美國3G蜂窩系統的容量不足20%，運營商開始質疑為什么他們為3G花費了這么大的資金。然而，2007年6月，蘋果推出了高端手機，這徹底改變了這一局面。由此產生的無線數據需求激增抑制了網絡，迫使運營商部署更多3G設備，而運營商還被要求加快4G標準化，增加系統容量，滿足用戶需求；由此產生的對快速數據的需求推動了技術的發展，并且這進一步增加了容量。5G將繼續這一周期，它將支持范圍廣泛的服務和應用程序，這些服務和應用程序的互聯程度將大大提高，并對企業和社會生活產生更大影響。

新一代的無線網絡技術，即5G，預計將通過連接數十億臺設備，并最終將整個社會數字化，從而革新傳統的移動通信業務生態系統。這種開發將基于在特定的高需求位置密集部署小蜂窩網絡，以補充傳統的宏單元部署。政策制定者已在全球范圍內認識到，廣泛部署和及時采取高容量網絡的重要性，是實現數字化轉型的充分經濟和社會效益的關鍵推動者。

3 5G發展現狀及發展優勢

5G來自于英文fifth-generation的縮寫，指移動電話系統第五代，也是4G的延伸。第五代（5G）移動通信系統（也稱為IMT-2020）的主要目標之一，是將當前的數據速率提高到每秒幾千兆比特（Gbit/s），甚至高達10個Gbit/s甚至更高。考慮的一個可能性是使用更高的頻率，以擴大可用的帶寬。

3.1 5G發展現狀

移動運營商業務目前受到高度監管，表明監管機構對移動通信業務生態系統的形成有重大影響。通過采用旨在促進競爭和共享基礎設施的新監管機制，移動市場已從國有壟斷企業發展為競爭環境。商業生態系統尤其受到監管機構用來分配頻譜的機制的影響，直接關系到運營商和生態系統中的其他利益相關者。同時，基于進化的生態系統然而大大發展以外的移動連接和通信領域，包括一方面發展導致提高產業的技術水平，另一方面大量的訪問和服務基于數字數據創建、使用和共享的個人和企業。

隨著5G網絡帶來的容量增加數千倍，能效成為當務之急。能力不應只是平均增加；還需要顯著增加小區邊緣的吞吐量，以保證用戶無論在哪里都能獲得卓越的無線體驗。

為了服務無處不在并支持大量連接，5G網絡基礎架構必須部署得非常密集。如果效率保持在目前的水平，能源消耗將激增?！熬G色環?！钡睦砟钜呀浽谌蛟S多行業扎根。

蜂窩產業是全球二氧化碳排放的主要貢獻者。

未來，以犧牲環境為代價追求超高速、網絡速度和卓越的用戶體驗將是社會所不能接受的。

因此，研究人員需要設計更智能的方法向用戶呈現能量信息，減少無目的傳輸造成的有害干擾，并通過進一步縮小電路和降低功耗來遵循摩爾定律。提高能效需要更經濟高效的現場規劃、建設和維護。這些傳統上占蜂窩系統內大部分能量消耗。5G終端還需要能效，這需要系統設計師和設備制造商之間的合作。摩爾定律也適用于終端和網絡——終端中電路的尺寸將繼續減小，并且以更少的功率和更小的管芯面積進行更復雜的數據處理。

為了實現更高的數據速率，需要更寬的帶寬。應該指出的是，無線寬帶傳輸技術要求其發展的頻率。

3.2 發展優勢及特點

未來5G網絡的目標是提供新的高質量無線服務，以滿足傳統移動寬帶服務之外的各種垂直領域的嚴格和具體的需求。5G預計將破壞移動通信業務生態系統，并開放市場，以全新的共享網絡運營模式。5G技術特點的網絡部署切片和小細胞更高的載波頻率會降低新進入者的投資壁壘，部署當地電臺訪問網絡和提供垂直在特定領域特定的服務，允許他們租賃剩余所需基礎設施需求從移動網絡運營商（MNO）或基礎設施供應商。

5G預計將導致傳統移動業務生態系統的變化，并成為各種垂直領域（5GPPP， 2016）中廣泛的新服務的推動者。盡管在OTT服務取代傳統的MNO服務的時代，基礎設施和服務供應的角色已經分開了，但5G的功能可以部分彌補，為特定的垂直需求提供量身定制的服務。更重要的是，傳統利益相關者在移動業務中的角色將隨著5G的到來而改變，這將打開傳統上封閉的移動價值鏈。

5G的未來基站隨著高能效以及便捷的要求的提出，終端中電路的尺寸將繼續減小，整體將向更加小型化發展，以便于安裝在各種場景，增加覆蓋面。其次，相對于傳統的2G、3G、4G，5G具備更強大的功能，以更少的功率和更小的管芯面積進行更復雜的數據處理，并去除了傳統的匯聚節點。再者，未來網絡架構將進一步趨向扁平化，未來網絡架構更多的會是以功能強大的基站為主體以及一個大服務器集群。

5G為本地服務交付的新進入者打開了移動業務生態系統。5G的規定需要解決更高頻段的技術改進和操作。針對5G的相關規定，開發商們可以在5G中進行頻譜授權，這種本地微授權模式可以進一步允許新的利益相關者成為微運營商，并通過質量保證部署本地5G網絡。

5G網絡預計將帶來可靠的無線連接服務的多功能需求不同的垂直領域，除了許多其他更通用的通信需求，包括物聯網（物聯網），虛擬現實（VR）和增強現實（AR）和大數據和人工智能將帶，更不要說車鏈。這意味著，支持5G的服務將有許多和部分沖突的需求，必須滿足新的系統架構和部署選項。這需要技術和商業模式的創新。

4 結語

服務無處不在、大量連接和能效是5G網絡的3個關鍵要求。5G技術需要通過幫助提高無線鏈路效率、將頻譜擴展到高頻帶和加密小區來支持大量流量。網絡還應過渡到云架構，云架構更平坦，可以協調多rat的無線資源和密集網絡部署產生的小區間干擾。

未來，無處不在的服務將是最終用戶的關鍵需求，5G網絡將需要支持大量的人對人、人對機和機對機連接。此外，5G需要以節能的方式支持這些連接。已經廣泛討論了各種5G使能技術。這些技術旨在提高無線電鏈路效率、擴展操作帶寬和增加小區密度。使用這些技術，5G系統可以容納大量流量和大量連接，這對提供無處不在的服務至關重要。5G技術的另一個方面是向智能云的過渡，它協調網絡訪問并實現更平坦的體系結構。尤其重要的是，要認識到，作為發展和生產方式的組織、社區和個人，5G將用于開展各種活動，并獲取通過它們創造的價值。

總而言之，5G的發展前景客觀，但仍需要更地多投入人力物力以保證穩定安全高效的互聯網渠道，推動互聯網5G時代更快、更好地發展。

參考文獻

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