淺談第五代移動通信技術

曾凱

摘要：現如今，隨著時代的發展，移動通信技術也發展迅猛，現在，5G時代也終于到來。第五代移動通信技術（5G）是新一代移動信息技術發展的主要方向，是未來新一代信息基礎設施的重要組成部分。

關鍵詞：NSA;SA;5G移動通信網絡

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）06-0022-02

1概述

隨著通信技術的不斷開辟和完善，近年來移動通信技術經歷了從2G到4G的變革，在通信的速度和通信的質量上獲得了長足的發展，但是在科技快速發展的社會背景下，人的工作、生活節奏越來越快，為了進一步提升時間利用效率，所以人們將要追求更高質量、更大容量和更高速率的通信服務。因此隨著4G網絡的不斷成熟，以及新型互聯網對移動通信技術提出了更高的要求，5G—第五代移動通信網絡應運而生。

2移動通信技術的發展

移動通信技術的發展的歷史由來已久。第一代移動通信技術就誕生在20世紀80年代。第一代移動通信主要采用的是模擬技術和頻分多址（FDMA）技術。我國采用的是TACS制式的第一代移動通信技術，因為1G采用模擬訊號傳輸，所以其容量非常有限，一般只能傳輸語音信號，所以說還存在著很多問題，比如說容易受到干擾，不安全，信號不穩定。

1994年，中國移動通信史上第一個GSM電話由前中國郵電部長吳基傳使用諾基亞2110撥通了，中國由此開始進入2G時代，但是和lG采用的是模擬技術和頻分多址（FDMA）技術不同，2G采用的是數字調制技術。因此，第二代移動通信系統的容量也在增加，隨著系統容量的增加，2G時代的手機可以上網了，雖然數據傳輸的速度很慢（每秒9.6-14.4kbit），但是文字信息的傳輸卻由此開始了，這成為當今移動互聯網發展的基礎。

在2G時代，手機傳輸速率很低，因此手機只能打電話和發送簡單的文字信息，雖然相比上一代技術來說已經提高了很大的速率，但是隨著文件的容量越來越大，較低的傳輸速率已經不能滿足人們的需求，2G幾十kb每秒的網速顯然不能勝任。所以有著更快傳輸速率的蜂窩移動通訊技術——3G應運而生。

傳輸方式上3G依舊采用和2G一樣的數字數據傳輸，但是由于新的電磁波頻段的開辟和新的通信標準的制定，使得3G的傳輸速度可達在當時很驚人的384k/s，如果是在很穩定的情況下甚至有可能達到2M/s。因為3G采用的是更寬的頻帶，所以傳輸的穩定性也提高了很多。由于速度的大幅提升和穩定性的提高，使大數據的傳送更為普遍，移動通訊有更多樣化的應用，因此3G被視為是開啟移動通訊新紀元的關鍵。

4G是在3G基礎上發展起來的，采用更加先進的第四代移動通訊網絡。對于我們普通用戶來說，傳輸速度是這幾代移動通信網絡的最大的區別，作為最新一代通信技術的第四代移動通訊技術，傳輸速率相比較前幾代有著很大的提升，在理論上，傳輸速率可以達到3G的50倍，而且實際的體驗也都在10倍上下波動，上網速度甚至可以媲美20M家庭寬帶，因此4G網絡可以具有十分高效的傳輸速率，在下載一些容量較大的電影或文件時速度都非常的快。

3 5G的優勢特點及需要面臨的一些問題

5G現如今世界上最先進的一種網絡通信技術。相對4G來說，5G具有“極高的速率，極大的容量，極低的時延”這三個特點。在極高的速率方面，理論J？_5G的速率最高可以達到4G的100倍，實現10GB/秒的峰值速率，傳輸速率提高10-100倍，能夠用手機很流暢的看高清視頻，急速暢玩360度全景VR游戲等。

在極低的時延方面，5G的空口時延可以低到1毫秒，僅相當于4G的十分之一，遠高于人體的應激反應。可以很普遍的應用于自動控制領域。

在極大的容量方面，5G每平方公里可以有一百萬的連接數，與4G相比用戶容量可以大大增加，除了手機終端的連接之外，還可以廣泛地應用于物聯網。

但是5G的建設還面臨這一些挑戰，首先是基站建設成本增加，因為帶寬的增加從而提升了網絡容量，因此可以同時支持很多不同的設備進行數據的大量傳輸。但是，隨著越來越大的數據處理量、基站的收發及處理能力的提升，與4G相比5G所消耗的能源與4G相比也有了很大的提升。所以，在建設成本上5G是要遠遠高于4G的。其次，建設5G需要一段非常長時間的部署，因為覆蓋同一個區域5G需要建設的基站數量將遠遠超過4G，而且建設的成本也會比4G高很多，這就會影響5G網絡布局的進程。所以，5G早期的測試只會在人口密集的大城市進行，簡單來說，當下5G想要完全覆蓋還有很長的一段路要走，特別是對于一些偏遠的小城市來說。

4 5G的兩種組網方式

5G現在有兩種組網方式，分別為“非獨立組網fNon-Stand-alone，NSA）”和“獨立組網（Standalone，SA）”。

NSA，采用的是雙連接方式，5G NR控制面錨定于4G LTE，并利舊4G核心網EPC。

對比以上架構，NSA和SA主要存在三大區別：

1）最關鍵的區別是sA有5G核心網而NSA沒有。

2）在NSA組網下，5G與4G在接入網級互通，互連復雜;在sA組網下，5G網絡獨立于4G網絡，5G與4G僅在核心網級互通，互連簡單。

3）在NSA組網下，終端雙連接LTE和NR兩種無線接入技術;在sA組網下，終端僅連接NR一種無線接入技術。

簡單來說，相比sA，NSA缺了一個新的核心（5G核心網），在5G-4G互連上還有些牽絲攀藤。除此之外，sA與NSA在速度上也有差別，其實并沒有那么明顯。SA與NSA最大的差別還是體現在時延上，SA的下載速度肯定會快于于NSA，但是實際上的差別可能并沒有想象中的那么大。比如SA與NSA在4G核心網的時延只能做到幾十毫秒，而5G可以達到十幾毫秒。手機上對互動要求高的場景，比如VR，會對時延的要求非常高。因此如果是高端應用（如玩大型游戲、4K直播），SA與NSA體驗時差距相對明顯，如果是普通的看看視頻、玩玩游戲，差距幾乎體驗不出。

5 5G未來的發展前景

中國作為目前世界上人口最多的國家，擁有著非常廣闊的市場。中國以華為為首的企業引領了5G國際標準的制定，產業鏈成熟度居于世界領先行列，所以說目前中國的5G產業發展前景非常廣闊，預計將會為我國提供超過百萬的就業崗位。根據相關研究，如果從20年開始商用，5G可能將帶動5000億的直接經濟產出，間接經濟產出可能將達到12000億元;到25年，5G可能將帶動33000億的直接經濟產出，間接經濟產出可能將達到63000億元;至2030年，5G可能將帶動63000億的直接經濟產出，間接經濟產出可能將達到1006000億元。在就業崗位方面，5G將可能帶來超過百萬的就業崗位。由于我國的政策扶持和5G的技術日趨成熟，我國的5G產業發展穩步推進，企業發展趨勢優良，很多相關的企業營收過億，智慧交通、智能出行、無線教育等很多5G技術應用領域頻獲資本青睞。隨著5G臨時牌照發放和商用步伐的加快，未來中國的5G產業將會帶動我國的產業發展，并且能夠提供過百萬的就業崗位。5G在性能、時延和容量方面相比于上一代有著不小的提升，5G技術的日益成熟開啟了互聯網萬物互聯的新時代，融人了很多新興技術。5G推動了很多傳統行業向智能無線化方面發展。作為最新一代移動通信網絡，5G的發展符合很多傳統行業轉型升級的需求，他的高性能、低延時的優點也滿足了車聯網等垂直領域的發展要求，智能出行、智慧交通將為成5G技術發展未來方向。

中國是目前世界上最大的移動通信市場，在用戶規模、市場體量還有服務應用都居于世界領先水平。在目前，手機市場的主力仍然是4G手機，但是隨著5G的快速發展，一些5G手機也開始進入市場，智能手機市場格局將發生變化。近年來，隨著居民收人不斷提高，手機這種電子產品也漸漸成為大家普遍消費的產品之一。隨著產品技術提高、新概念頻出，智能手機的更新迭代十分之快。目前，我國智能手機市場呈現低迷態勢，出貨量下跌。但是隨著5G的迅猛發展和一些關鍵技術的突破，5G將會推動我國的智能手機市場將迎來新風口，移動設備這方面也將成為5G的一大發展方向。

4G改變生活，5G改變社會，5G的誕生與發展將會推動很多相關產業的升級與進步。它能夠變革生產方式、組織方式，促進結構優化、效率提升，推動傳統行業向智能化、信息化、網絡化方向發展，帶動相關產業的融合，從而促進很多行業的再次發展。

6結束語

第五代移動通信技術是一種新型的網絡技術，在提高通信質量的前提下還降低了運營成本。除此之外，制造業，醫療業，智慧城市，智能家居，新媒體等各個行業都將被這個新的技術推動升級，甚至推動國家科學技術的發展。