当下移动通信技术思考论文

2022-04-16

摘要:当下,移动通信技术的发展经历2G、3G与4G这几个阶段,正快速进入5G时代。高速发展的电子信息技术持续推进通信技术向前发展,移动通信网络发展速度越来越快,刺激整个市场,促进消费。所以探究5G移动通信网络关键技术是近几年最值得人们关注的课题。今天小编为大家精心挑选了关于《当下移动通信技术思考论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

当下移动通信技术思考论文 篇1:

5G网络应用与挑战

摘要:移动通信的发展,一步步地改变我们的生活和社会,推动一场新的信息革命。3GPP定义了5G应用的三大场景包括增强移动宽带、大规模机器类通信和低时延高可靠通信,大幅度提升了“以人为中心”的移动互联网业务的体验并全面支持“以物为中心”的物联网业务,总体实现了人与人、人与物以及物与物的智能互联的总体愿景。同时,因频谱资源问题、通信协议、兼容性和终端也同样给5G的发展带来了一定的挑战。

关键词:5G;应用场景;面临挑战

1前言

随着移动互联网业务和物联网业务的发展,前几代网络逐渐难以适应新业务和網络运营的需求,同时推动着学界和产业界积极探索并对网络进行重新设计。5G作为新一代移动通信网络,致力于提供大数据带宽、无线组网能力和信号增强覆盖,以及高质量的个性用户服务。本文就5G移动通信应用场景及其面临的挑战进行论述分析。

2应用场景

3GPP定义了5G应用的三大场景:eMBB增强移动宽带、mMTC大规模机器类通信、uRLLC低时延高可靠通信。其中eMBB主要是对传统移动通信进行性能的提升,大幅度提升“以人为中心”的移动互联网业务的体验;mMTC和uRLLC则是为了满足物物互联的需求,全面支持“以物为中心”的物联网业务。

2.1增强移动宽带

eMBB是对传统移动通信进行性能的提升,场景需要满足更高的流量密度、更快的用户速率、更高的用户移动性需求。其主要体现在以下领域:3D超高清视频远程呈现、可感知的互联网、超高清视频流传输、宽带光纤用户以及虚拟现实、增强现实领域。实际应用下,办公区可达到数十Tbps/km2的流量密度,密集住宅区需满足Gbps用户体验速率,稳定支持在地铁等拥挤场所6人/m2的超高用户密度、高铁500km/h以上高速运动情况下的用户网络需求。

2.2大规模机器类通信

mMTC拥有可扩展和灵活的带宽,属于低速率通信,主要面向以传感数据采集为目标的物联网应用场景,这些场景一般具有小数据包、海量连接、终端功耗要求敏感等特点,如生态监测、智能农业、智能家居、智慧城市等。

2.3低时延高可靠通信

uRLLC特点是高可靠、低时延以及极高的可用性,性能指标需要毫秒级的端到端时延,接近100%的业务可靠性保证。包括的类场景及应用有工业应用和控制、交通安全和控制、远程制造、远程培训、远程手术等。

3面临挑战

3.1频谱挑战

随着移动通信的发展,无线电频谱资源日渐稀缺,尤其是优质低频普资源逐渐分配完毕,剩下的都是高频段资源。这类高频段资源适合于室内通信,室外通信则欠佳。未来的5G网络是一个多业务、多接入技术、多层次覆盖的系统,如何将分离的频谱资源有机的融合并合理利用,为用户提供最佳的业务体验,为运营商提供最强的网络能力等,是首要的技术挑战;与此同时,支撑5G的新传输技术与组网方式,将带来设备实现复杂度,设备研发成本,网络建设和运营维护等全新挑战。

3.2通信方面的挑战

未来5G作为一个大融合的智能互联的网络,业务范围和业务灵活性将极大提升。eMBB需要满足超高的用户速率,uLLC需满足超高可靠、超低时延的业务特征,mMTC具有小数据包、海量连接的特点,如何制定一个统一的通信协议,满足业务的灵活性还面临诸多挑战。同时,未来4G和5G将会是一个长期共存的局面,兼容性问题也不得不加以考虑。

3.3终端方面的挑战

对于高频段的射频器件,工艺和性能等都不同于4G第频段,相位噪声的增加使得终端射频前性能有所降低,需要对终端的射频架构做出调整。同时,毫米波终端架构不得不采用新的二次变频方案,多天线构成的波束赋形将是终端的必选,采用大带宽也使得我们不得不思考成本和收益的问题[1]。

4结语

5G作为新一代移动通信技术,其三大应用场景eMBB、mMTC和uRLLc总体实现了人与人、人与物以及物与物的智能互联的总体愿景,使得网络向多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。同时,对于当下所面临的频谱资源问题以及在通信、终端方面的挑战,需要在技术层面、产业链方面进一步进行研究,这样才可以快速地推动5G发展和使用。

参考文献:

[1]邢金强,马帅,肖善鹏.高频段5G终端射频实现与挑战[J].移动通信,2017,41(07):15-19.

[2]王胡成,徐晖,程志密,王可.5G网络技术研究现状和发展趋势[J].电信科学,2015,31(09):156-162.

[3]方汝仪.5G移动通信网络关键技术及分析[J].信息技术,2017(01):142-145.

[4]迟梁,蒋俊杰.5G通信场景与技术分析[J].移动通信,2015,39(15):88-93.

作者:陈夏霖

当下移动通信技术思考论文 篇2:

5G移动通信网络关键技术分析与研究

摘要:当下,移动通信技术的发展经历2G、3G与4G这几个阶段,正快速进入5G时代。高速发展的电子信息技术持续推进通信技术向前发展,移动通信网络发展速度越来越快,刺激整个市场,促进消费。所以探究5G移动通信网络关键技术是近几年最值得人们关注的课题。

关键词:5G;移动通信;网络;技术

引言

进入新世纪以来,随着移动信息行业的不断发展,通信行业日渐成为社会大众日常生活不可或缺的生活保障要素。信息通信的稳定性将会对整个社会的稳定性产生积极影响。当前,移动通信不仅仅是局限于社会大众之间的交流沟通,也体现在人与物之间的联系。而随着人们对通信网络需求量的增加,5G技术的未来发展面临着运营与技术的全新挑战,因此,5G技术的未来发展成为了社会大众的关注所在。

1、5G概述

5G是第五代网络通信技术的代称,它的诞生主要是为了满足于二零二零年以后的人们日常通讯需求。现如今移动互联网飞速发展,人们对于网络质量和速度的要求愈发提高。在这一背景下,5G产品所具备的低消耗、低成本、安全性高等特点必定会成为日后市场的主宰,它的数据传输速度会比现在的主流速度提升十到一百倍,峰值传输速率甚至能达到达到10Gbit/s,同时端到端时延缩小到ms级,流量密度提升一千倍,让连接设备的密度增加十到一百倍,与此同时,频谱效率上升五至十倍,在速度保证在500km/h的条件下也能最大限度的提供最好的用户体验。5G的出现和推广能使通信突破以往的固定模式,让用户体会到前所未有的使用体验;人与物、人与人之间的距离进一步缩小,使得人与万物的共联时代大幕拉开。

2、5G移动通信网络关键技术

2.1自组织网络

5G网络部署、运营及维护是一个巨大的挑战,自组织网络的智能化将成为5G网络的关键技术。这涉及到“自规划和自配置”以及网络维护的“自优化和自愈”。自规划是满足系统容量扩展,业务监测和结果优化;自配置是实现网络节点即插即用,自优化是通过UE和eNB测量进行参数优化。自愈合是能够实现自动检测、定位、排查故障。自组织的网络架构有集中式、分布式、混合式三类。集中式架构范围广、冲突小,但运行速度慢、算法复杂度高。分布式基于SON分布实现,效率和响应速度高但协调困难;混合式优势体现在网络效率和维护,但设计复杂。但目前的SON技术仍然有待改进,上述的“自规划和自配置”以及网络维护的“自优化和自愈”之间具有独立性和封闭性,缺乏协调合作,所以还有待继续深入。

2.2超密集异构网络

5G网络服务于海联的数据需求,未来的发展将随着终端设备而不断的多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。超密集异构网络将是未来数据流量的关键。5G网络将极大的减小小区半径,增加低功率节点数量,在宏站覆盖区内,站点间距离将保持10m以内,用户和站点数的比例将达到1:1,也就是用户与服务节点一一对应。如此密集的网络,扩大了网络覆盖范围,扩展了系统容量。然而这也衍生出了新的问题,节点距离缩短引起更为密集的网络拓扑,容易出现不兼容问题。而且通信干扰也是必须要解决的,现有的解决方法只能解决单个干扰源问题。5G网络相邻节点传输损耗差异不大,这要使得干扰源强度相近,协调算法难以应对。大量节点的开启和关闭具有突发性和随机性,容易导致业务的空间和时间分布出现剧烈的动态变化。

2.3云网络技术

虚拟化的网络功能强调功能而不是架构,高度重用商用云网络,分离控制面、数据面以及管理面,支持不同网络功能需求,灵活制造新虚拟网络,支持新网络服务。网络功能虚拟化的核心理念是把网元软件和硬件解耦,以通用硬件为基础,利用软件编程实现网元功能,并把多种虚拟化的网元硬件归成标准化通用IT设备,也就是高容量服务器与存储器、数据交换机,提高系统灵活性与运行维护效率,向现网架构映射云中部署功能,发挥平滑演进能力。

2.4大规模天线技术

大规模多天线其实是多入多出的一种通信系统,指的是基站配备比终端数目多的天线,在移动终端使用单天线接收方式,保证高效利用频谱效率,保证传输可靠性。增加天線数量,促使各个信道具备渐进正交特性,有效消除用户之间的干扰;在一块小型区域聚焦极小能量的波束,提高空间分辨率,提升系统容量;增大阵列增益,有效提高用户信道信噪比,优化系统调度。随着对大规模天线技术研究的持续发展与完善,它在5G移动通信网络中发挥的作用将越来越重要。

2.5D2D通信

网络容量、频谱效率是用户体验的关键,设备到设备通信D2D的优势在于提升性能,减轻基站压力,提高频谱。D2D通信是基于蜂窝系统的及距离直接传输,无需基站转发。当无线通信基础设施损坏,终端可借助D2D实现接入。未来全球终端数量爆炸式增长,D2D的成本更低,基于D2D的网络接入提高频谱效率,缓解基站的接入压力。但技术挑战也依然存在,涉及到距离不满足条件,以及如何在D2D和蜂窝通信中的最优选择都是需要进一步完善算法。D2D通信也会对其它用户和小区基站造成不可避免的干扰。

2.6M2M通信

2020年,全球物与物之间的通信将是人与人之间通信的30倍。届时将有500亿台M2M设备活跃于全球移动网络中。智能化、交互式是M2M有别于其它应用的典型特征,这使得设备更具“智慧”。但M2M终端、M2M业务的不断涌入,无线网络过载和拥塞将成为首要的解决问题。目前自适应负荷控制机制是解决这一问题的途径。M2M通信中,充斥着大量小信息量数据包,引起效率降低,这就对M2M终端的续航时间提出更高的要求。

2.7新型网络架构

目前,LTE接入网采用网络扁平化架构,减小了系统时延,降低了建网成本和维护成本。未来5G可能采用C-RAN接入网架构。C-RAN是基于集中化处理、协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线接入网构架。C-RAN的基本思想是通过充分利用低成本高速光传输网络,直接在远端天线和集中化的中心节点间传送无线信号,以构建覆盖上百个基站服务区域,甚至上百平方公里的无线接入系统。C-RAN架构适于采用协同技术,能够减小干扰,降低功耗,提升频谱效率,同时便于实现动态使用的智能化组网,集中处理有利于降低成本,便于维护,减少运营支出。目前的研究内容包括C-RAN的架构和功能,如集中控制、基带池RRU接口定义、基于C-RAN的更紧密协作,如基站簇、虚拟小区等。

3、5G移动通信网络技术发展方向

5G移动通信技术目前有五大应用的场景,分别是支持大规模人群、超高速数据连接、可靠的实时通信、实时的多媒体通信、高品质的最佳体验。第五代移动通信技术想要达到这五个性能目标,必须要努力做到:信息传输速率要达到10GB/s左右,信号频谱利用率要提高到以前的10倍,通信业务时延要做到小于5ms,通信网络容量要提升到四代的000倍左右,信号能量效率要提升到之前的10倍。达到此要求的第五代移动通信网络将不再是简单的容量增大和速率提升,而是能够提供更多的移动终端应用和良好的用户体验。为提升5G移动通信系统的数据传输效率,降低使用成本,提高普及率,研发人员在不停地研发新技术。5G移动通信系统的最关键技术主要体现在效能高的无线传输技术和密度高的无线网络技术。

结束语

作为第四代移动通信网络技术的演进,5G的发展前景更好,将在多重技术与领域里实现融合与创新,发展成具备更好性能、让用户获得更好体验的全新移动通信网络。5G移动通信网络关键技术将得到进一步的研究与发展,5G网络也将成功满足用户更高的需求,促使移动通信网络进入新的发展阶段。

参考文献:

[1]石利萍.5G移动通信的关键技术及其进程[J].电子世界,2017(10):89.

[2]张加灿.5G移动通信的关键技术及其进程思考[J].科技经济导刊,2016(08):35.

[3]李彦池.5G移动通信的关键技术及其进程思考[J].中国新通信,2015,17(19):37.

作者:刘成军

当下移动通信技术思考论文 篇3:

移动网络社会的崛起

摘要:曼纽尔·卡斯特指出信息技术的变化引发社会变迁,重构社会结构,形成网络社会。本文从网络社会大背景下,重新反思移动网络社会崛起给社会公众带来的变化。卡斯特通过对通信技术变迁的考察,创新性的提出了流动空间与无限时间理论,重塑时空观念,在这样的时空观下,也产生了时空界限模糊、电子礼仪、数字鸿沟等问题。

关键词:网络社会;流动空间;无限时间;

随着通信技术的发展,全球化、网络化和信息化时代已然来临,社会结构重构,形成新的社会形态——网络社会。曼纽尔·卡斯特作为网络社会研究领域的重要学者,先后提出了流动空间、真实虚拟、网络社会身份认同等理论,揭示了社会变迁与移动通信技术变化之间的互动关系,为理解网络社会的崛起、媒介与社会互动的关系提供重要依据。《移动通信与社会变迁:全球视角下的传播变革》是卡斯特及其合作者从全球視角下阐释了通信技术的变革、移动网络社会的崛起,揭示了移动通信的社会意义。

一、移动通信与社会的变迁

《移动通信与社会变迁》回答了无线数字通信技术兴起和发展所引发的人类通信变迁问题。技术虽不能决定社会,但是影响社会的发展,引发社会结构变迁。相对于移动网络繁荣的今天来说,书中的数据和案例显得略有陈旧,但对今天移动网络的再思考颇具指引性。在这本书中,卡斯特分为两部分对移动通信与社会做详细的阐释。第一部分利用大量的调查数据介绍世界各国无线通信的发展,无线通信技术对不同年龄、性别、种族和社会地位的公众产生影响,带给日常生活翻天覆地的变化;第二部分基于无线通信的影响,从不同主题阐释社会公众的变化,如无线通信对青少年文化的影响、无线通信对时间空间界限的变化、无线通信在社会运动和政治权力中作用等。整本书都离不开“网络社会”这个概念,通信技术的发展推动网络社会的发展,无线通信技术对社会变迁的影响中渗透着网络逻辑。

二、移动网络社会的时间与空间

时间与空间是社会公众生活的基本维度,时间与空间的变化是社会变革最直接的表现。无线通信技术的变化重塑社会公众对时间和空间的感知,而公众时空习惯的变化塑造人的行为。卡斯特等人将时间和空间定义为“流动空间”和“无限时间”。流动空间是指,“在电信、交互通信系统和快速交通运输技术等技术支持下,物流组织通过网络通信在一定距离之间所同时进行的社会交互活动。[1]”流动空间不是指没有固定位置的空间,而是指与通信网络相联系的区域构造,即移动通信形成了在同一时间同时触摸本地和全球的新空间,新空间可以是家庭,也可以是工作场所,个体能够在家庭或办公室连接到家庭与办公室之外的任何地点。在这种流动空间的设定下,原本的时间概念不复存在,时间逐渐转化,与流动空间交织在一起。

移动通信的无所不在意味着超越时空,通过对时间的压缩和排序,产生一种新的时间习惯。无限时间是指按照时间密集排列或根据顺序的瞬间而即时排列社会行为的先后顺序。[2]时间不再禁锢于传统时间的限制,弹性更强,可灵活安排个体的活动,逐渐模糊生活周期。移动通信强化了网络社会瞬时性的特点,每一个闲暇的时间都可以通过通信手段给社会生活管理带来更为充足的时间。任何等待的时间都有可能成为通信的时间,时间被“软化”,各种社会互动可以同时进行。青少年可以用空闲的时间玩游戏、听音乐来消磨时间,以防他们感到无聊。当下用来“消磨时间”的时间似乎更多了,学生们上课时间开小差玩着手机,吃饭玩着手机,走路玩着手机,通信时间在侵占个体生活的时间。

三、移动网络社会带来的新问题

(一)时间与空间边界模糊

无限时间影响生活时间和工作时间,模糊时间的概念,也模糊空间的界限。工作时间中可否有私人时间、可否处理私人事情、生活时间可否拒绝来自工作时间的工作电话、生活空间可否拒绝工作……这些问题从移动通信出现便是我们不得不面临的问题,尤其是在网络和通信无处不在的现在,这些问题日益尖锐,却又不知不觉中同化个体的时空观念,将之视为正常的时空观念。生活时间和工作时间的边界似乎消融,整个社会进入无边界的状态,组织群体和社会活动的边界也日益模糊。通信和网络能够在各种各样的时空中进行,可以是车站、候车室,也可以是在移动中进行,社会活动被重置、融合,边界被模糊。

(二)电子礼仪问题

时间和空间的模糊带来了电子礼仪的问题。移动通信的发展对社会融合和瓦解具有重要作用,移动通信形成的时空环境,使个体的行为规范受到约束。移动礼仪的传统规范在新的环境下重新界定,集体性的共同行为被社会承认,并形成社会礼仪规范,即电子礼仪。这种礼仪规范或自发形成,或被社会建构,不同的国家有不同的礼仪规范,尤其是在公共场所,如日本在公共交通工具上设置特殊的时空网络,在这个区域内使用移动电话,必须接受严格的集中控制。移动通信的即时性与便捷性带来困扰,卡斯特认为,如何应对移动电话随时保持联系的特点以及日益严重且无法回避的无线传播的侵扰是一个社会学习的过程。电子礼仪逐渐规范也是社会学习的过程。5G时代来临,万物互联,网络社会日趋复杂,每个个体置身于随时呼叫、被呼叫的网络中,个体时空被冲击,电子礼仪的问题不得不被严肃看待。电子礼仪会不会有一个统一的规范?会不会有明确的条文规定限制与保护个体的行为?电子礼仪的问题仍有待思考。

(三)数字鸿沟

移动通信发展的不均衡及个体使用行为的不同习惯带来了数字鸿沟问题。发达国家和发展中国家的“互联网数字鸿沟”,发展中国家“城乡数字鸿沟”,中青年人与老年人的“家庭数字鸿沟”,这些鸿沟问题都是不可逃避的。疫情期间,大大小小的新闻报道网络教学,尤其一些农村或贫困的学生为了上网课四处找信号、蹭网的新闻,这些新闻无疑将城乡数字鸿沟的差异展现出来。随着移动网络的发展、通信技术的变迁,数字鸿沟会发生什么样的变化,仍是需要关注的问题。

四、结语

移动通信为网络社会技术平台的发展建立坚实的基础,而网络社会的活动则围绕着信息和通信网络进行建构。网络社会文明的发展离不开移动通信社会的推进和深化,从电子交换、计算机网络的发展到互联网的进一步强化,当下的社会活动饱含网络逻辑。移动网络社会已然崛起,带给生活便利的同时,也要关注思考电子礼仪、数字鸿沟等未接的问题。

参考文献

[1]刘可文.移动网络社会的崛起——曼纽尔·卡斯特网络社会理论著作解读[J].青年记者,2016(14):31-32.

[2]曼纽尔·卡斯特等:《移动通信与社会变迁:全球视角下的传播变革》,北京:清华大学出版社,2014年.P.145.

作者:项闪珊

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