5G终端业务发展趋势及技术挑战

5G终端业务发展趋势及技术挑战

蔡林娥

中电科普天科技股份有限公司

摘要：在信息时代飞速发展的条件下，通信技术正成为加快移动终端快速发展的重要基础。目前，5G终端的工作也在向尚未实现的高密度方向进行优化，大容量和多样化也处于发展的初始阶段。本文将探讨5G终端业务发展的相关趋势和技术挑战。

关键词：5G终端业务；发展趋势；技术挑战

一、5G终端业务概述

在目前的通信行业中，5G通信技术是最新一代的通信技术，而对于5C终端业务，行业内仍未正式形成统一的规定，目前通常将5G终端业务定义为数据传输速率在10GB／s以上的移动通信终端业务。5G终端业务能够在数据流量的原始基础上提升1000倍，这是最基础的要求，在5G终端业务中，通过先进技术的应用提高用户数据的传输速率是关键环节。与4G终端业务相比，5G终端业务不但能够提高数据传输速度，而且在资源利用中具有明显的优势，同时能够进一步提高网络覆盖范围，为用户提供更加优质的使用体验。因此，5G终端业务拥有新颖的设计理念，而运行成本相对较低。

二、5G终端业务的发展趋势

5G终端是为了更好的给予广大用户先进的网络相关服务，逐渐的满足用户所提出的要求，它未来的发展方向重点包含三个方面：

1.5G终端使用的区域不断的扩大，目前最普遍使用的就是手机、平板等一些设备，在之后的发展中，会产生更多类型的终端。在各个领域内得到广泛使用，例如交通、医疗健康以及穿戴等等，给人们的日常生活带来极大的方便，使其发生巨大转变。

2.5G终端是在满足人们要求的基础上进行生产以及使用的，在未来，由于5G终端的不断引进，在5G网络的发展中，使部分局限在网络自身的功能获得了有效的展开，比如智能家居、自动驾驶等，更加符合人们的日常生活要求，不断提供良好的服务领会。

3.逐渐适应现阶段的5G通信技术，它与之前3G或4G的通信技术相比5G具有传输速度快、连接密度强以及延时性短等多种优势，该优势都会在5G终端上获得巨大的挑战，它的各种硬件组成以及软件的调试都需要保证在展现5G的优势、不断提升用户的体验等基础之上。

三、5G终端业务的应用领域

1.互联网领域

第5代移动通信技术的创新和进步对传统的移动通信业务提出了挑战，在现代化社会构建中，相关企业和政府部门要认识到第5代移动通信技术终端业务与互联网融合在人类社会所引发的颠覆性效果。比如说，加速推动互联网领域和第5代移动通讯技术的融合，人们就可以体现到虚拟现实、超高清视频观看等具备现代技术理念的业务，能够有效提升现代人类的生活水平和生产能力。就现阶段的社会发展情况来看，5G终端业务和互联网的融合主要体现在MID、电子书、平板电脑等方面，而智能手机和平板电脑更是现代人开启社交工作和娱乐生活无法脱离的电子设备。伴随着5G终端业务的进一步升级转型，虚拟现实、移动支付、在线流媒体等业务正处于逐渐优化的重要阶段，人们可以充分享受到现代化技术发展和科技水平提高所带来的生活水平提升，能够增加人们的生活幸福感和满意度。

2.物联网领域

5G网络不仅为个人提供了更优质的服务，在物联网领域也将大放光彩。物联网使移动通信的服务范围显著增大，在物联网领域5G终端在形式上和业务特征上也将差异很大。当前运用较为成熟的如智能电网、智能农业、智能家居、环境数据监测等，这些领域需要将服务器与大量的分散式发射终端相连接，并进行小数据包频发，如智能农业中，需要将传感器接受的温度、湿度、光照强度等信息反馈给主机，主机根据数据远程控制相关设备进行调整，为农作物营造最佳的生长环境。在智能电网中，不仅可以实时将各住户的用电量等情况反馈给服务器，减少抄表的麻烦，还能够通过在电网中设置的各种传感器收集电流、电压等设备，一旦出现异常，及时采取措施避免风险扩大。智能家居则是将家庭中的各种电器与手机等移动端通过网络连接，实现对家居电器的远程遥控，使生活更加便捷。此外物联网在工业控制、移动医疗、车联网等方面的应用，则对传输速率、延时性和可靠性有极高的要求。其中车联网和工业控制要求延时在毫秒级别，且需要确保近百分百的可靠性。此外大量的物联网设备所在区域的通信信号不是很好，如偏远的山林、水域及信号受到削弱的地下室、隧道等区域，这就要求5G部署时需要注重这些用户多样化的需求，通过可扩展性和灵活性的部署方式覆盖这些终端，满足用户的需求。

四、5G终端业务发展面临的技术挑战

1.低时延

在未来5G终端业务的发展过程中,通过D2D直连技术和扁平化的网络结构,并借助光纤网络进行数据的高速传输,从而降低控制面及用户面的时延,达到ms级别的性能要求。同时,移动互联网也将更加简洁,使用户接受数据的质量得到有效提升,在给移动网络平台的控制及改进带来机遇的同时,也面临着更多新的挑战。

2.高速率

随着信息传输的容量不断增加,对传输网络设备的速率提出了更高要求,通过国际标准化转入机制的协调,3GPP、IEEE等国际化转入标准经过了市场检验。通过多输入多输出技术和大规模天线阵列使移动互联网容量得到提高,进而为大容量的信息传输奠定了良好基础。

3.低功耗

在5G时代发展背景下,各种智能终端被使用到人类生活中,手机芯片逐渐多核多模化,终端体积也更加轻便,对移动终端的耗电性能提出的要求也将随之提高。面对这种情况,需要充分利用新型射频功放技术、屏幕显示技术、新芯片架构等技术方法对终端功耗性能进行改善,以此降低终端的能源消耗。

4.高移动性

随着5G移动通信技术的持续发展,其移动性将达到每小时500km以上,对终端及网络技术提出了较高的要求。通过双连接技术、小区增强技术、优化的天线波波束赋形方案、异频组网及优化的站点部署,能够实现高速移动场景下的无缝切换和快速重选,使用户的使用体验得到有效提高。

5.高密度通信

为解决5G系统的容量需求,需要建立超密集组网,但是在组网密度越来越大的情况下,小区之间的干扰也会随之增加,以致终端设备在移动过程出现频繁切换的现象,对用户的正常使用造成一定的影响。面对这种情况,需要利用无线中继、用户面与控制面分离、小区间干扰协调与抑制等技术对超密集网络部署中存在的问题进行处理。

6.多元化终端形态

随着5G移动通信技术及科学技术的持续发展,移动终端设备的形态将越来越多样化,除了比较常用的平板电脑、智能手机等设备,还有智能腕表、智能眼镜、智能手环、智能跑鞋等可穿戴设备;在智能家居领域中,出现了智能开关、智能家电、智能机顶盒等等。这些设备的应用对移动通信来说是一个挑战,如何实现不同设备的无缝衔接及有效操控是当前5G移动通信技术发展中必须要充分考虑的一道课题。

7.多种无线接入方式的融合

在无线通信技术及网络感知技术的持续发展背景下,移动终端能够对自身所处的网络环境进行感知和检测,进而根据环境辩护对网络配置进行优化,使移动终端处于更好的运行环境。同时,智能化的移动终端具有较强的学习能力,能够实现各种连接方式的有效融合,整个过程并不需要人为控制,自动完成决策,获取最佳的端对端性能。因此,如何对多种接入设备的无线信号传输匹配进行协调,是未来移动通信感知技术所面临的一个挑战。

参考文献：

[1]赵国锋，陈婧，韩远兵，徐川.5G通信技术关键技术综述[J].重庆邮电大学学报（自然科学版），2018，27（04）：441-452.

[2]孟祥东，邱子欣，沈浩涛.5G市场，终端先行——5G终端的发展特征和应用趋势[J].视听界，2016（01）：126-130.