移动通信系统特点及对人类生活的影响

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14G及5G移动通信系统的比较

4G系统采用全新的OFDM（正交频分复用）调制技术、智能天线技术和多入多出（MIMO）技术[3]，克服了3G技术在支持IP多媒体业务、提高频谱利用率以及资源综合优化等方面的局限性，实现了在无线环境中信号的高速传输。然而，随着新型移动设备的增加，通信业务不断增长、网络流量持续上升，现有的4G移动通信技术也出现了各方面的局限性。1.1系统容量有限，通信速度局限大。当前的4G所采用的TD-LTE系统容量规模在许多方面都受到了限制。首先是固定的配置和算法的性能本身所具有的局限性；其次,实际网络整体信道环境的闭塞拥堵和链路质量的不稳定也限制了容量规模[4]。4G系统容量规模的限制使得当系统存在较多用户时，通信的速率受限。5G移动通信系统采用了超密集异构网络技术提高系统的容量。减小小区半径，提高频谱资源复用率是未来通信网发展的趋势。超密集异构网络技术以该趋势为宗旨，通过近距离建设低功率节点，达到一对一用户节点式服务。它通过提高信息的传输功率及效率来增加系统容量，降低了系统容量对传输速率的影响，从而提高了信息传输速率。1.2数据流量少服务延时高，用户交互式体验差。纵然4G系统较之前的3G而言可以支持多种服务应用，但还是不能满足当前日益增长的用户需求。智能应用终端的推广，使用户对系统的响应速度及数据流量的需求日益提高，导致现有的4G系统支持的业务数量和质量受到了极大限制。它们降低了用户的交互式体验。为了解决用户体验差的问题，5G系统采用了内容分发网络（CDN）[5]技术，尽可能避开互联网上影响数据传输速度和稳定性的环节，使内容传输的更快、更稳定。它综合考虑了节点、负载、用户距离等因素，将相关内容发送至靠近用户的CDN服务器上，实现了用户就近获取信息。它提高了系统传输信息的效率，降低了系统的响应时间以及延迟时间，为一系列应用终端提供了基础，提高了用户的交互式体验。1.3基站分布不均，通信网络质量差。目前，中国的移动通信网络已基本实现了城市全覆盖，但一些偏远的地区仍是现有4G网络的盲区。中国各地区经济水平发展不均导致了各地基站数量和地理位置受限，导致了目前“偏远地区无信号，城市地区信号差”现象的出现。5G移动通信系统采用了D2D种(devicetodevice)通信技术。D2D通信是指设备与设备之间直接进行通信的技术[6]。是一种基于蜂窝系统的近距离数据传输技术，它可以使信息直接在终端之间进行传输，而不需要经过基站。这就大大减少了基站的负担，降低了地形、经济等因素对通信网络质量的影响，并大大提高了通信网络的质量。

2第五代移动通信对人类生活的影响

2.1情景感知服务更加丰富用户的网络体验。未来5G将引入情景感知技术，满足用户的需求更加个性化、智能化。所谓情景感知，是由普适计算的理念和基于位置的服务中发展而来的，是为了给用户提供高品质的服务，应用系统需要能够感知到周边环境中的情景信息，并且自动对情景信息的改变做出相应的调整[7]。5G能及时、准确地传输信息，为情景感知系统的应用提供了便利。未来5G的用户将具备更快捷智能的交互、通信，而不再是以往的用户向应用系统做出操作请求方可交互。预计在5G时代到来后，移动通信系统拥有海量的设备和来自于不同组织的服务。而目前的情景感知主要是针对用户自身的需求来帮助各种服务适应周边情景的改变的一种服务，其中应用于旅游业的m-ToGuide系统便利用GPS定位并结合GIS地图展示游客的位置与周边的兴趣点实现自主性交互。该种服务在未来5G时代到来时将得到进一步的发展，它将适应各种情景的改变而使服务更加自适应化。个性化服务也是情景感知服务的一个重要研究点，其中关键便是个性化推荐[8]，它的本质是利用情景感知计算的结果对用户情景进行建模，然后通过过滤用户情景，产生推荐，使用户之间的通信更具个性化，并使得任何群体都可以享受到贴合心意的服务。2.25G带动物联网的进一步发展，为用户提供智能化服务。在3G、4G时代，人们注重的主要是人与人之间的通信，而在未来的5G时代，由于其网络的高负载能力，人与物、物与物之间的通信则成了主流[9]。5G网络实现万物互联，使社会服务将呈现出新的景象：虚拟现实、实时视频分享、3D息影、随时随地云接入等都将成为现实；私人物品亦可连成一体；工厂中的一系列设施亦将连接到移动网络。它们将使一系列的生产设备从自动化正式转入智能化，真正实现万物互联。5G时代的到来，使日用品通过物联网连接，实现一系列的服务。利用物联网的一系列应用，人们可以享受到方便、智能的服务。例如，人们不必再使用被动的唤醒方式，寝具亦或是家具会让你自主苏醒并提供相应的服务；人们不必再为出行感到烦恼，自动驾驶的交通工具会为你选择合适的出行路线。2.35G网络使VR应用成为现实。虚拟现实（VR）技术是一种交互模拟三维环境技术[10]。VR应用对网络速率和时延都存在极高的要求，这使得以往的4G移动通信技术不能满足它的要求，而5G网络的超高速率则会让VR应用成为现实。VR设备通过采集用户动作信息,在虚拟环境中重现人物动作。同时设备会将采集的动作上传到云端，再通过云端传送到异地VR设备实现人物动作在各个VR设备上的同步。实时服务为用户带来了极致的游戏体验，VRee公司就提出了世界各地的游戏玩家都可以在VR虚拟环境中实时从头到脚的以虚拟形象进行比赛。

3结语

移动通信技术自出现以来，在经历短短三十多年的发展，已经出现翻天覆地的变化。当代科学技术的飞速发展，尤其是网络通信技术的迅猛发展，将有力推动5G移动通信技术的发展进程。5G移动通信系统通过自己的技术优势和特点有效克服现有4G移动通信系统的局限性，能够满足未来移动互联网业务的发展需求，并将带给移动互联网用户一种前所未有的全新体验。

参考文献：

[1]张雅芳.第四代移动通信技术概述及未来发展趋势[J].经贸实践.2015:265-266.

[2]杨柳.移动通信无线技术的智能化发展方向探寻[J]信息系统工程.2016:47-48.

[3]尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺栓.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].中国科学,信息科学.2014:551-563.

[4]张立武,王浩年.影响2G、3G、4G无线网络容量的因素研究[J].中国新通信.2017:40-41.

[5]李超,王超.5G无线网络关键技术[J].中国新通信.2018(5):71.

[6]陈宇奇.5G关键技术发展现状分析[J].通讯世界.2018:28-29.

[7]王冰.移动情景感知服务的商业模式与设计科学研究[D].浙江：浙江工商大学.2012（6）.

[8]王冰.移动情景感知服务的商业模式与设计科学研究[D].浙江：浙江工商大学.2012(6).

[9]吴正.5G网络，开启万物互联、智慧生活新时代[J]科技智囊.2017(7).

[10]张哲铭.5G技术下的VR发展趋势[J].面向5G的LTE网络创新研讨会(2016)论文集.2016(8).

作者:李明汝 朱东弼 单位:延边大学