黃鵬

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，近年來，通信技術(shù)也取得了前所未有的蓬勃發(fā)展局面，5G技術(shù)已經(jīng)逐漸被普及，給人們的通信帶來了更多的便利，隨著5G時(shí)代的到來，網(wǎng)絡(luò)社會(huì)也呈現(xiàn)新的發(fā)展態(tài)勢，進(jìn)一步推動(dòng)了我國的信息化發(fā)展，5G時(shí)代是在4G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)還是采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，但是在容量以及傳播速度上卻是有了更大的提升，5G利用一系列關(guān)鍵的技術(shù)，為我國各行各業(yè)數(shù)字化和智能化的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的支持能力也逐漸提升，讓人們的生活和學(xué)習(xí)以及工作方式都在一定程度上發(fā)生了變化。本文就5G時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)面臨的新挑戰(zhàn)以及5G時(shí)代發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的論述，供相關(guān)部門參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：5G時(shí)代;網(wǎng)絡(luò)社會(huì);新特征;產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn)

中圖分類號(hào)：G206 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）07-0026-02

0 引言

5G就是第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，較4G來說具有更高的優(yōu)勢，能夠?yàn)楦餍懈鳂I(yè)的智能化發(fā)展提供便利的條件，5G打破了4G通信的弊端，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)的能耗和連接數(shù)量等，能夠最大限度地滿足人們對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的需求，同時(shí)，5G時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)也面臨著一些新的挑戰(zhàn)，在實(shí)際的發(fā)展過程中也需要運(yùn)用一些關(guān)鍵技術(shù)來支撐5G的普及，需要在實(shí)際的發(fā)展過程中從不同的方面進(jìn)行完善和應(yīng)對(duì)[1]。

1 5G的概述

1.1什么是5G

5G是數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)，是最新一代的蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，是4G技術(shù)的延伸，5G的發(fā)展也來自于社會(huì)各界人士對(duì)于移動(dòng)數(shù)據(jù)日益增長的需求，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來越多的設(shè)備接入到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的迅速增長給網(wǎng)絡(luò)帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，5G網(wǎng)絡(luò)的最主要優(yōu)勢在于數(shù)據(jù)的傳輸速度較之前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)有了提升，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是有較低的網(wǎng)絡(luò)延遲，更快的響應(yīng)時(shí)間，還能夠提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接，另外G網(wǎng)絡(luò)將不僅僅為手機(jī)提供服務(wù)，而且還將成為一般性的家庭和辦公網(wǎng)絡(luò)提供商，與有線網(wǎng)絡(luò)提供商競爭。

1.2 5G網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

（1）速率的最大值要能夠達(dá)到Gbit/s的標(biāo)準(zhǔn)，從而能夠滿足高清視頻和須彌現(xiàn)實(shí)等一些大數(shù)據(jù)量的傳輸。（2）在連續(xù)廣域覆蓋和高移動(dòng)性的基礎(chǔ)上，用戶的體驗(yàn)速率達(dá)到了100Mbit/s。（3）流量的密度以及連接數(shù)的密度都有了大幅度的提升。（4）空中的時(shí)延水平在1m/s左右，能夠滿足自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療等一些實(shí)時(shí)的應(yīng)用。（5）網(wǎng)絡(luò)容量有了大幅度的提升，能夠提供千億設(shè)備的連接能力，從而滿足物聯(lián)網(wǎng)通信的需要。（6）系統(tǒng)的協(xié)同化、智能化的水平有所提升，主要表現(xiàn)為多用戶、多點(diǎn)、多天線、多攝取的協(xié)同組網(wǎng)，以及網(wǎng)絡(luò)間靈活地自動(dòng)調(diào)整。（7）頻譜效率要比LTE提升10倍以上。

2 5G時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)關(guān)鍵技術(shù)

2.1自組織網(wǎng)絡(luò)

傳統(tǒng)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，主要是依靠人力在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的基本運(yùn)作，這樣的方式耗費(fèi)了大量的人力和物力，并且運(yùn)行的成本也比較高，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的有話也不理想，在未來的5G網(wǎng)絡(luò)中，面對(duì)這一問題，主要是問題網(wǎng)絡(luò)存在很多的無線接入技術(shù)，并且網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)覆蓋能力也不相同，他們之間的關(guān)系比較復(fù)雜，基于這一背景，自組織網(wǎng)路的智能化就成了5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)于5G的關(guān)鍵在于能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)部署階段的自規(guī)劃和自配，另外就是網(wǎng)絡(luò)維護(hù)階段的自優(yōu)化和自愈合。自配置也就是新增的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的配置能夠?qū)崿F(xiàn)即插即用，優(yōu)點(diǎn)也比較鮮明，成本比較低，并且安裝建安，自優(yōu)化的目的是能夠減少業(yè)務(wù)的工作量，從而達(dá)到提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量以及網(wǎng)絡(luò)的性能的目的，主要是通過UE和eNB測量，在本地eNB或網(wǎng)絡(luò)管理方面進(jìn)行參數(shù)自優(yōu)化。自愈合指的是系統(tǒng)能夠自動(dòng)監(jiān)測問題、定位問題和排除故障，這樣能夠大大地減少系統(tǒng)的維護(hù)成本，還能夠避免對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)的影響，另外，自規(guī)劃的目的是能夠動(dòng)態(tài)地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃并且執(zhí)行，同時(shí)還要滿足系統(tǒng)的容量擴(kuò)展、業(yè)務(wù)檢測以及結(jié)果的優(yōu)化等反面的需求[2]。

2.2超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

從5G目前的發(fā)展情況來看，5G網(wǎng)絡(luò)正朝著網(wǎng)絡(luò)多元化、寬帶化、綜合化、智能化的方向發(fā)展。為了保證5G網(wǎng)絡(luò)的正常發(fā)展，必須減小小區(qū)半徑，增加低功率節(jié)點(diǎn)數(shù)量，所以說超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)成為未來5G時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)提高數(shù)據(jù)流量的關(guān)鍵技術(shù)。這樣密集的網(wǎng)絡(luò)部署能夠拉近終端和節(jié)點(diǎn)間的距離，從而能夠讓網(wǎng)絡(luò)的公路和頻譜的效率得到大幅度的提升，另一方面也擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，進(jìn)一步擴(kuò)展了系統(tǒng)的容量，雖然超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在5G中有很大的發(fā)展前景，但是還是會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)系統(tǒng)不兼容的問題。在5G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)發(fā)展中，必須要解決的一個(gè)問題就是系統(tǒng)之間的干擾問題，目前所擁有的干擾協(xié)調(diào)算法只能夠解決單個(gè)的干擾源，但是在5G中，需要同時(shí)解決多個(gè)干擾源，這就導(dǎo)致目前的協(xié)調(diào)算法無法解決這一問題。在超密集網(wǎng)絡(luò)中，密集地部署讓小區(qū)邊界的數(shù)量大幅度提升再加上形狀的不規(guī)則，就會(huì)產(chǎn)生一些頻繁復(fù)雜的切換。這時(shí)候?yàn)榱藵M足移動(dòng)性需求，就必須要出現(xiàn)新的切換算法。總的來說，5G時(shí)代的到來則主要面上大寬帶、高頻段，運(yùn)用更加密集的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、方案，能夠不斷地優(yōu)化通信的效果，滿足用戶對(duì)于通信技術(shù)的應(yīng)用需求。

2.3 D2D通信技術(shù)

為了保證5G通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的容量和頻譜的效率都需要進(jìn)一步提升，這樣鞥能夠給用戶更好的體驗(yàn)，D2D就具有潛在的提升系統(tǒng)的性能，能夠減輕基站的壓力，提高頻譜利用率吧，所以D2D也是5G網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。D2D通信是一種基于蜂窩系統(tǒng)的近距離數(shù)據(jù)直接傳輸技術(shù)，采用這種方式的數(shù)據(jù)可以直接在終端之間進(jìn)行傳輸，并不需要通過基站進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而相關(guān)的控制信令還是由蜂窩網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)，蜂窩網(wǎng)絡(luò)引入D2D通信，能夠進(jìn)一步地減輕基站的負(fù)擔(dān)，降低端到端的傳輸時(shí)延，從而提高頻譜的效率，降低終端發(fā)射的功率，當(dāng)無線通信基礎(chǔ)設(shè)施受到損壞的時(shí)候或者是在無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋盲區(qū)，終端就可以借助D2D技術(shù)來實(shí)現(xiàn)端到端的通信，甚至還能夠接入蜂窩網(wǎng)絡(luò)，為用戶的使用提供巨大的便利[3]。

3 5G時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)所面臨的挑戰(zhàn)

3.1 5G的電磁輻射問題

隨著5G技術(shù)的普及，人們會(huì)認(rèn)為5G的基站更多，頻率更高，所以單行電磁的輻射更為嚴(yán)重，這樣就嚴(yán)重導(dǎo)致5G基站在建立的時(shí)候出現(xiàn)選址困難的問題，國家的相關(guān)政策規(guī)定通信基站一天24h任意連續(xù)6min所產(chǎn)生的平均電場強(qiáng)度控制的限制值為12V/m，同時(shí)，5G的基站更密，所以每個(gè)基站的發(fā)射功率就會(huì)更低，頻率高，這就在傳播的時(shí)候損耗更大對(duì)于靠近基站的終端，基站還會(huì)自動(dòng)地適應(yīng)從而降低發(fā)射的功率，所以說，5G的電磁輻射更低。另一方面，除了基站輻射的難題以外，還面臨著基站天線布置的問題，鐵塔公司是3個(gè)運(yùn)營商所共享的，電信、移動(dòng)和聯(lián)通的天線都布置在鐵塔上，在加上2G/3G/4G的基站也都在鐵塔上，這就導(dǎo)致鐵塔上沒有了5G的位置，這時(shí)候運(yùn)營商就需要進(jìn)行2G/3G甚至是4G的退網(wǎng)工作，從而能夠有資源放置5G，但是這對(duì)于使用2G/3G/4G 用戶來說，就需要進(jìn)行終端的置換，給用戶帶來了不好的服務(wù)體驗(yàn)。

3.2對(duì)數(shù)據(jù)速率的要求

對(duì)于5G通信技術(shù)，導(dǎo)致其迅速發(fā)展主要是因?yàn)橐苿?dòng)數(shù)據(jù)流量的巨大規(guī)模，甚至說爆炸的程度，針對(duì)于數(shù)據(jù)的速率有多種測量方式，從而能夠考察5G技術(shù)能否達(dá)到要求和目標(biāo)，首先對(duì)于聚合數(shù)據(jù)速率來說，主要指的是網(wǎng)絡(luò)所能夠提供的數(shù)據(jù)服務(wù)總量，5G的要求是能夠在4G的基礎(chǔ)上，達(dá)到1000×5G的指標(biāo);另一方面，對(duì)于邊緣的速率，也就是在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的范圍之內(nèi)，用戶期望達(dá)到的最差的數(shù)據(jù)速率，具有現(xiàn)實(shí)價(jià)值，在5G環(huán)境下，要求達(dá)到1Gbps，但是這一標(biāo)準(zhǔn)需要滿足95%甚至更多的用戶，在實(shí)現(xiàn)上存在比較大的難度，需要達(dá)到的技術(shù)提升也具有比較大的挑戰(zhàn)性，尤其是還具有很多方面的限制性，最后，在峰值速率方面也需要很大程度的提升，能夠不受網(wǎng)絡(luò)配置的限制，最大限度地獲取最佳數(shù)據(jù)速率。

3.3手機(jī)操作系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)

目前智能手機(jī)的操作系統(tǒng)基本上都是蘋果公司的IOS系統(tǒng)還有就是谷歌的安卓系統(tǒng)，針對(duì)蘋果公司的IOS系統(tǒng)來說，只針對(duì)蘋果手機(jī)和電腦使用，每個(gè)APP的開發(fā)還需要向蘋果公司繳納一定的會(huì)員年費(fèi)才能夠在蘋果商店上架銷售，此外蘋果公司還會(huì)在銷售中抽成，目前安卓系統(tǒng)的市場占有率在80%以上，但是安卓的開源僅僅是一些基本應(yīng)用，對(duì)于一些增強(qiáng)的應(yīng)用也需要授權(quán)，美國政府要求安卓停止對(duì)華為移動(dòng)服務(wù)的授權(quán)，但是這對(duì)于國內(nèi)的用戶還沒有影響，只是失去一定的技術(shù)支持，國外的用戶卻受到很大的影響。這也是目前5G時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)所面臨的產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn)之一。

4 結(jié)語

綜上所述，近年來，第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)5G已經(jīng)成為通信業(yè)和學(xué)術(shù)界探討的熱點(diǎn)。目前的通信系統(tǒng)難以支持需求的爆炸式增長，為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的移動(dòng)數(shù)據(jù)需要，就需要開發(fā)和研制5G技術(shù)，5G技術(shù)的出現(xiàn)給各行各業(yè)的發(fā)展都提供了巨大的便利，在實(shí)際的發(fā)展過程中還面臨著一些挑戰(zhàn)需要不斷的克服，但是5G技術(shù)的發(fā)展前景卻是有目共睹的，所以就要抓住信息技術(shù)的發(fā)展機(jī)遇，不斷地創(chuàng)新，推動(dòng)我國信息產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊春偉.5G技術(shù)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)新時(shí)代發(fā)展的影響[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2020（3）：83.

[2] 孫柏林.5G技術(shù)為智能化社會(huì)提供發(fā)展機(jī)遇[J].自動(dòng)化博覽，2019（11）：8-12.

[3] 盧超.5G時(shí)代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)問題探討[J].中國新通信，2019，21（19）：25.