浅谈第五代移动通信技术

浅谈第五代移动通信技术

作者：曾凯

来源：《电脑知识与技术》2020年第06期

摘要：现如今，随着时代的发展，移动通信技术也发展迅猛，现在，5G时代也终于到来。第五代移动通信技术（5G）是新一代移动信息技术发展的主要方向，是未来新一代信息基础设施的重要组成部分。

关键词：NSA;SA;5G移动通信网络

中图分类号：TP393 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）06-0022-02

1概述

随着通信技术的不断开辟和完善，近年来移动通信技术经历了从2G到4G的变革，在通信的速度和通信的质量上获得了长足的发展，但是在科技快速发展的社会背景下，人的工作、生活节奏越来越快，为了进一步提升时间利用效率，所以人们将要追求更高质量、更大容量和更高速率的通信服务。因此随着4G网络的不断成熟，以及新型互联网对移动通信技术提出了更高的要求，5G—第五代移动通信网络应运而生。

2移动通信技术的发展

移动通信技术的发展的历史由来已久。第一代移动通信技术就诞生在20世纪80年代。第一代移动通信主要采用的是模拟技术和频分多址（FDMA）技术。我国采用的是TACS制式的第一代移动通信技术，因为1G采用模拟讯号传输，所以其容量非常有限，一般只能传输语音信号，所以说还存在着很多问题，比如说容易受到干扰，不安全，信号不稳定。

1994年，中国移动通信史上第一个GSM电话由前中国邮电部长吴基传使用诺基亚2110拨通了，中国由此开始进入2G时代，但是和lG采用的是模拟技术和频分多址（FDMA）技术不同，2G采用的是数字调制技术。因此，第二代移动通信系统的容量也在增加，随着系统容量的增加，2G时代的手机可以上网了，虽然数据传输的速度很慢（每秒9.6-14.4kbit），但是文字信息的传输却由此开始了，这成为当今移动互联网发展的基础。

在2G时代，手机传输速率很低，因此手机只能打电话和发送简单的文字信息，虽然相比上一代技术来说已经提高了很大的速率，但是随着文件的容量越来越大，较低的传输速率已经

不能满足人们的需求，2G几十kb每秒的网速显然不能胜任。所以有着更快传输速率的蜂窝移动通讯技术——3G应运而生。

传输方式上3G依旧采用和2G一样的数字数据传输，但是由于新的电磁波频段的开辟和新的通信标准的制定，使得3G的传输速度可达在当时很惊人的384k/s，如果是在很稳定的情况下甚至有可能达到2M/s。因为3G采用的是更宽的频带，所以传输的稳定性也提高了很多。由于速度的大幅提升和稳定性的提高，使大数据的传送更为普遍，移动通讯有更多样化的应用，因此3G被视为是开启移动通讯新纪元的关键。

4G是在3G基础上发展起来的，采用更加先进的第四代移动通讯网络。对于我们普通用户来说，传输速度是这几代移动通信网络的最大的区别，作为最新一代通信技术的第四代移动通讯技术，传输速率相比较前几代有着很大的提升，在理论上，传输速率可以达到3G的50倍，而且实际的体验也都在10倍上下波动，上网速度甚至可以媲美20M家庭宽带，因此4G网络可以具有十分高效的传输速率，在下载一些容量较大的电影或文件时速度都非常的快。

3 5G的优势特点及需要面临的一些问题

5G现如今世界上最先进的一种网络通信技术。相对4G来说，5G具有“极高的速率，极大的容量，极低的时延”这三个特点。在极高的速率方面，理论J？_5G的速率最高可以达到4G 的100倍，实现10GB/秒的峰值速率，传输速率提高10-100倍，能够用手机很流畅的看高清视频，急速畅玩360度全景VR游戏等。

在极低的时延方面，5G的空口时延可以低到1毫秒，仅相当于4G的十分之一，远高于人体的应激反应。可以很普遍的应用于自动控制领域。

在极大的容量方面，5G每平方公里可以有一百万的连接数，与4G相比用户容量可以大大增加，除了手机终端的连接之外，还可以广泛地应用于物联网。

但是5G的建设还面临这一些挑战，首先是基站建设成本增加，因为带宽的增加从而提升了网络容量，因此可以同时支持很多不同的设备进行数据的大量传输。但是，随着越来越大的数据处理量、基站的收发及处理能力的提升，与4G相比5G所消耗的能源与4G相比也有了很大的提升。所以，在建设成本上5G是要远远高于4G的。其次，建设5G需要一段非常长时间的部署，因为覆盖同一个区域5G需要建设的基站数量将远远超过4G，而且建设的成本也会比4G高很多，这就会影响5G网络布局的进程。所以，5G早期的测试只会在人口密集的大城市进行，简单来说，当下5G想要完全覆盖还有很长的一段路要走，特别是对于一些偏远的小城市来说。

4 5G的两种组网方式

5G现在有两种组网方式，分别为“非独立组网fNon-Stand-alone，NSA）”和“独立组网（Standalone，SA）”。

NSA，采用的是双连接方式，5G NR控制面锚定于4G LTE，并利旧4G核心网EPC。

对比以上架构，NSA和SA主要存在三大區别：

1）最关键的区别是sA有5G核心网而NSA没有。

2）在NSA组网下，5G与4G在接入网级互通，互连复杂;在sA组网下，5G网络独立于4G网络，5G与4G仅在核心网级互通，互连简单。

3）在NSA组网下，终端双连接LTE和NR两种无线接入技术;在sA组网下，终端仅连接NR一种无线接入技术。

简单来说，相比sA，NSA缺了一个新的核心（5G核心网），在5G-4G互连上还有些牵丝攀藤。除此之外，sA与NSA在速度上也有差别，其实并没有那么明显。SA与NSA最大的差别还是体现在时延上，SA的下载速度肯定会快于于NSA，但是实际上的差别可能并没有想象中的那么大。比如SA与NSA在4G核心网的时延只能做到几十毫秒，而5G可以达到十几毫秒。手机上对互动要求高的场景，比如VR，会对时延的要求非常高。因此如果是高端应用（如玩大型游戏、4K直播），SA与NSA体验时差距相对明显，如果是普通的看看视频、玩玩游戏，差距几乎体验不出。

5 5G未来的发展前景

中国作为目前世界上人口最多的国家，拥有着非常广阔的市场。中国以华为为首的企业引领了5G国际标准的制定，产业链成熟度居于世界领先行列，所以说目前中国的5G产业发展前景非常广阔，预计将会为我国提供超过百万的就业岗位。根据相关研究，如果从20年开始商用，5G可能将带动5000亿的直接经济产出，间接经济产出可能将达到12000亿元;到25年，5G可能将带动33000亿的直接经济产出，间接经济产出可能将达到63000亿元;至2030年，5G可能将带动63000亿的直接经济产出，间接经济产出可能将达到1006000亿元。在就业岗位方面，5G将可能带来超过百万的就业岗位。由于我國的政策扶持和5G的技术日趋成熟，我国的5G产业发展稳步推进，企业发展趋势优良，很多相关的企业营收过亿，智慧交通、智能出行、无线教育等很多5G技术应用领域频获资本青睐。随着5G临时牌照发放和商用步伐的加快，未来中国的5G产业将会带动我国的产业发展，并且能够提供过百万的就业岗位。5G在性能、时延和容量方面相比于上一代有着不小的提升，5G技术的日益成熟开启了互联网万物互联的新时代，融人了很多新兴技术。5G推动了很多传统行业向智能无线化方面发展。作为最新一代移动通信网络，5G的发展符合很多传统行业转型升级的需求，他的高性