淺談通信技術(shù)發(fā)展及5G時(shí)代的進(jìn)步

李思

摘 要：在3G網(wǎng)絡(luò)和智能手機(jī)開始普及的時(shí)代，隨著用戶數(shù)量的急劇增加和對流量需求的增加，4G應(yīng)運(yùn)而生。在4G發(fā)展迅速到了今日，5G逐漸登上歷史舞臺(tái)。5G讓萬物互聯(lián)，5G讓網(wǎng)速迅速提高，5G正在逐漸走入人們的視野。本文主要介紹通信技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，并對5G技術(shù)進(jìn)行簡單的分析和未來的展望。

關(guān)鍵詞：發(fā)展進(jìn)程;5G;通信;應(yīng)用

一、通信技術(shù)發(fā)展進(jìn)程

無線通信是指多個(gè)節(jié)點(diǎn)間不經(jīng)由導(dǎo)體或纜線傳播進(jìn)行的遠(yuǎn)距離傳輸通訊，利用收音機(jī)、無線電等都進(jìn)行無線通訊，在移動(dòng)中實(shí)現(xiàn)的無線通信又稱為移動(dòng)通信。從“大哥大”到智能手機(jī)的普及，再到視頻通信，自移動(dòng)通信技術(shù)迅猛發(fā)展以來，每十年都會(huì)出現(xiàn)一次移動(dòng)通信的技術(shù)性革命變化。移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展不斷改變我們的生活方式，加快信息產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，使時(shí)代發(fā)生天翻地覆的改變。

1G，即第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，是模擬蜂窩移動(dòng)通信。模擬通信，其抗干擾性能差，只是簡單的使用FDMA技術(shù)，因此頻率復(fù)用度、系統(tǒng)容量較低，只能用于簡單的語音傳輸，滿足最原始的需求。到了2G時(shí)代，2G從模擬通信進(jìn)化到了數(shù)字通信，使用了更多的多址技術(shù)，包括TDMA和CDMA，效率大大提高。這時(shí)候手機(jī)主要用于通話，不再只是用于語音、短信的“大哥大”了。隨著對上網(wǎng)要求的提升，2G已經(jīng)不能滿足人們的需求。到了3G時(shí)代，3G相對于2G來說主要是采用了CDMA技術(shù)，擴(kuò)展了頻譜，提高了頻譜利用率，提升了速率，更加利于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，用戶可以在全球范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)漫游。到了4G時(shí)代，4G技術(shù)在3G的發(fā)展基礎(chǔ)上，使用OFDM技術(shù)將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸，大大提升了信號的傳輸速度。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，上傳的速度可以達(dá)到20Mbps。4G通信運(yùn)用了多輸入多輸出MIMO技術(shù)，在發(fā)射端和接收端分別使用多個(gè)發(fā)射天線和接收天線，從而改善了通信質(zhì)量。

二、5G通信技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用

2019年6月6日，工信部向中國移動(dòng)、聯(lián)通、電信發(fā)放5G牌照，也標(biāo)志著5G技術(shù)邁進(jìn)了一個(gè)新的臺(tái)階。雖然現(xiàn)在沒有正式面向大眾使用，但是5G正在慢慢走進(jìn)大眾的視野，我們對5G的期望也變得越來越高。我們的時(shí)代朝著數(shù)字化、智能化前進(jìn)，5G技術(shù)就是我們不斷進(jìn)步的連接點(diǎn)。現(xiàn)在全球各個(gè)國家都在不斷改進(jìn)和發(fā)展5G技術(shù)，不斷強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)布局，爭取領(lǐng)先地位，抓住競爭優(yōu)勢。

1、特點(diǎn)

整個(gè)人類社會(huì)的需求都在不斷督促著5G技術(shù)的進(jìn)步，每一個(gè)時(shí)代都有當(dāng)時(shí)通信技術(shù)的鮮明特點(diǎn)，反映了當(dāng)時(shí)科技的先進(jìn)程度。到了第五代移動(dòng)通訊技術(shù)時(shí)代，5G通信中運(yùn)用了F-OFDM技術(shù)、小基站技術(shù)和全雙工技術(shù)，進(jìn)一步提升了靈活性和頻譜利用率，實(shí)現(xiàn)在頻域和時(shí)域的資源復(fù)用，將保護(hù)帶寬降到了最小，可以提供10Gbps以上超高帶寬。4G技術(shù)的頻段最高頻率的載波是在2GHz附近，因此可用頻段只有100MHz。目前的大多數(shù)通信都工作在低頻段，雖然低頻段傳播性能好，但是這種寶貴頻帶資源有限，容易造成頻段擁擠，導(dǎo)致用戶連接易受到干擾和連接中斷。5G技術(shù)大規(guī)模使用多天線MIMO技術(shù)，使得一個(gè)基站可以同時(shí)向多個(gè)用戶發(fā)送和接受不同的信號，因此可以實(shí)現(xiàn)更大信息數(shù)據(jù)承載量，流量密度和用戶連接數(shù)密度也都達(dá)到了史無前例的提升。5G技術(shù)使用了毫米波技術(shù)，可以成倍得提高帶寬和傳輸速率，速率可達(dá)100M至1Gbps;網(wǎng)絡(luò)時(shí)延也會(huì)大幅度降低至毫秒級別，可實(shí)現(xiàn)小于5ms，真正實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)，帶來智能化的全新體驗(yàn)。5G技術(shù)使用一個(gè)大型服務(wù)器，組成云計(jì)算的計(jì)算平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)超大容量資源儲(chǔ)存和快速云計(jì)算，按照網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)情況進(jìn)行資源分配調(diào)整。

2、應(yīng)用

5G不斷發(fā)展從我們的視覺、聽覺、觸覺等方面深入，滲透到制造業(yè)、工業(yè)、交通等行業(yè)領(lǐng)域，大力促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高生產(chǎn)力水平。在5G時(shí)代真正到來的時(shí)候，我們的日常生活將會(huì)有全方位的提升和改進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)將會(huì)覆蓋日常生活的方方面面，帶來身臨其境的體驗(yàn)。在智慧經(jīng)濟(jì)方面，根據(jù)《5G經(jīng)濟(jì)社會(huì)影響白皮書》的預(yù)測，近十年間，5G技術(shù)將大幅度促進(jìn)直接經(jīng)濟(jì)和間接經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，提供相關(guān)就業(yè)崗位，增加就業(yè)機(jī)會(huì)，推動(dòng)行業(yè)轉(zhuǎn)型。無人駕駛技術(shù)現(xiàn)在逐漸成熟，隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的降低，系統(tǒng)處理突發(fā)事件的反應(yīng)時(shí)間逐漸縮小至ms級別，因此無人駕駛技術(shù)更加安全可靠，實(shí)現(xiàn)實(shí)際路況、車輛和人的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)連接。在智慧醫(yī)療領(lǐng)域，醫(yī)生患者可以通過全方位高清視頻進(jìn)行移動(dòng)遠(yuǎn)程實(shí)施診斷，傳授急救知識(shí)，提高生存率。一線抗震救災(zāi)，急救車、無人機(jī)等和5G網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，可以開展更好的應(yīng)急救援服務(wù)，探索生命跡象，傳播災(zāi)后狀況都變得快準(zhǔn)狠。在智慧城市領(lǐng)域，監(jiān)控設(shè)備可以和5G相結(jié)合，提供更清晰更實(shí)時(shí)的畫面，消滅監(jiān)控死角，加快新時(shí)代法治社會(huì)和和諧社會(huì)的發(fā)展。在智慧農(nóng)業(yè)層面，農(nóng)民可以使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，如節(jié)水灌溉、定位施肥、農(nóng)作物監(jiān)測、家畜分布等，減少農(nóng)民工作強(qiáng)度，促進(jìn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展。在智慧教育領(lǐng)域，隨著5G發(fā)展提升了AR體驗(yàn)，老師能夠?qū)⑦@些新型技術(shù)和教育技術(shù)相融合，學(xué)生可以在教室里游覽世界，進(jìn)行虛擬考察;進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，增強(qiáng)空間感和立體感，與傳統(tǒng)教育方法相比，這種新型教學(xué)方法，可以有效提高學(xué)習(xí)效率。

三、結(jié)語

科技發(fā)展無止境，5G技術(shù)目前處于發(fā)展階段，在其成熟的關(guān)鍵階段，會(huì)有更多更新更深入的應(yīng)用。目前，5G的發(fā)展形式不斷影響著全球移動(dòng)通信領(lǐng)域的發(fā)展局面，其發(fā)展會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和戰(zhàn)略意義，因此全球各國都在爭相開發(fā)新技術(shù)，探索新領(lǐng)域，希望走在世界通信技術(shù)的最前列。新技術(shù)的產(chǎn)生不會(huì)一蹴而就，我國早已將“科技強(qiáng)國”放在發(fā)展前列，在信息技術(shù)發(fā)展方面絕對不會(huì)落后，因此需要我們新時(shí)代人才不斷進(jìn)步，創(chuàng)新發(fā)展，為我國做出貢獻(xiàn)。相信在不久的將來，我國會(huì)率先全面邁入5G時(shí)代。

參考文獻(xiàn)

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