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中国科技期刊数据库 科研 2018 年 8 月 233 浅谈 5G 网络对我们生活的影响 袁雪梅 中国联合网络通信有限公司潍坊分公司，山东 潍坊 261041 摘要：伴随着我国科学技术与社会经济迅速的发展，移动通信技术也有着快速的发展和进步。刚开始使用的只是 2G，慢慢的发展到 3G，而现在 4G 发展方兴未艾之时，5G 又已经成为国内各行业关注的焦点和热点。5G 的快速推进，将实现对 4G 技术的提升，并深刻改变我们的社会。本文仔细探讨了 5G 通讯的主要特点及对生活的影响，并全面分析了 5G 通讯面临的挑战和我国 5G 的展望。 关键词：5G 网络；网络特点；挑战；展望 中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1671-5780(2018)08-0233-02 1 1 什么是 G 5G 网络 所谓的“5G 网络”是指第五代移动通信技术，它属于4G 网络的升级版。在 3G、4G 和 5G 网络等专业术语中，G 是英文单词“generation”(第 x 代)的缩写。因此，5G 网络也就是第五代移动通信技术的意思。 作为面向未来下一代移动通信网络需求的新一代移动通信技术，它是一个融合了多种技术、多种业务的通信网络，通过对已有技术的改进和创新，来满足未来海量数据传输和超密集连接业务不断发展的需要，并大幅度提升用户的体验速度。 2 2 G 5G 网络有什么特点 5G 网络主要有三大特点： 1）高传输速率(eMBB - enhanced mobile broadband) 提到 5G，许多人的第一反应肯定是“快”，这是必然的。目前 4G 网络的峰值速度为 75Mbps。借助大规模天线的高频毫米波和波束赋形与追踪技术，5G 的目标速率将是最大10Gbps，是 4G 网络速率的 100 倍以上，因此，5G 网络的下载速度可达每秒 1-10G。也就是说，在 5G 网络下，一部 4G左右的高清电影，1 秒钟左右即可下载完成。 2 ） 大 接 入 容 量 (mMTC - Massive Machine Type Communication) 从 4G 开始，智能家居行业已经兴起，但只是处于初级阶段的智能生活，4G 距离真正的“万物互联”还有很大的距离。通过降低信令开销使终端更加省电，使用非正交多址技术以支持更多的终端接入，5G 极大的流量将能为“万物互联”提供必要条件。 3）低通讯时延 (URLLC - Ultra Reliable Low Latency Communications) 4G LTE 网络的出现，使移动网络时延迈进了 100ms 的关口，使对实时性要求比较高的应用如游戏，视频，数据电话成为可能。通过对帧结构的优化设计，将每个子帧在时域上进行缩短从而在物理层上进行时延的优化，5G 网络的出现，将会使时延降到更低，会为更多对时延要求极致的应用提供生长的土壤。 3 3 G 5G 网络对生活的影响 1）更高速率，使用户体验要有质的提升 从 3G 到 4G，网络速率的变化令我们从单一的图片传输进入到了视频时代。大视频时代到来，在线视频市场规模巨大。近几年来，随着光纤宽带的快速发展、4G 网络的开通、智能终端的普及， 播放视频的需求也在飞速地发展，播放视频已经成为人们的一种生活方式。 2）更低的成本, 更高连接速度和更低的时延意味着终端的端到端连接效率更高，从某一种角度而言，效率的提升也将进一步降低连接所耗费的成本。事实上，5G 时代更为重要的指标就在于向下兼容，诸如当前 GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA 以及FDD-LTE/TD-LTE 在内的网络都将平滑向 5G 进发。 3)通过连接万物，开启万物互联的时代 物联网将是 5G 发展的主要动力。5G 不仅考虑人与人的连接，也考虑人与物、物与物之间的连接，可以同时满足增强移动宽带、低功耗广覆盖、低时延高可靠等多种场景的连接需求。 相较于 4G 的修路，5G 则是造城，需要与各行各业一道，打造跨行业的融合生态。到 2021 年，将有 280 亿部移动设备实现互联，其中 IoT 设备将达到 160 亿部。 4）低功耗和极低时延，普及更多场景应用 低功耗大连接主要面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景，具有小数据包、低功耗、低成本、海量连接等特点。 低时延高可靠则主要面向车联网、无人驾驶、工业控制等垂直行业的特殊应用需求，这类应用对时延和可靠性具有极高的要求，需要为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。 4 4 G 5G 面临的挑战 1）移动数据的爆炸性增长 未来大量的个人和办公数据将会储存在云端，海量的实时数据交互需要可以媲美光纤的传输速率，并且会在热点区域对移动通信网络造成流量压力。为了应对移动数据业务的爆发性增长，5G 系统需要能够满足更高传输速率的技术要求与目标，具体体现为 1000x5G 的聚合数据速率、1Gbps 的边缘速率、不受网络配置限制的峰值速率等方面。 2）海量终端、多样性业务的连接 将来的物联网业务丰富多样，接入设备规模更加庞大，业务特性也差异很大。为了渗透到更多的物联网业务中，5G应具备更强的灵活性和可扩展性，以适应海量的设备连接和多样化的用户需求。同时，机器对机器通信预期增长，单个宏小区需要支持更多低速率设备，甚至涉及传统的高速率用户，更需要对通讯控制平面、网络管理机制进行改造升级。 3）节能通信的需要 现有的移动通信网络设备和终端都会消耗大量的电力，造成环境污染随着移动数据业务和终端数量的爆发式增长，如果仍然沿袭原有的发展方式，移动通信系统的耗电量将会增加上百倍，这样会无以为继。 4）高效技术体系和商业模式的缺乏 产业链目前依然只是按照移动通信的演进路径在进行5G 研发，而未关注并开发出高效且具创新性的技术体系和商业模式。以 Google、FaceBook 等为代表的互联网阵营也在加紧研究 5G 生态，产业链需要认真对待互联网阵营的路径和冲击。 5）垂直行业参与不够 行业都期待 5G 能真正使能网络从人的连接走向物的连接，但各个行业的参与度不够。 物联网的关键不在网络，网络很容易解决。物联网的核心在物，如何让万物具备可连接性，把物联网发展起来是行业关心的问题。且各个行业的管制政策都不一样，每个行业都有每个行业的管制政策。 （下转第 235 页）