5G通信的应用以及未来发展探讨

2022-09-14 版权声明 我要投稿

一、5G概况及背景

(1)5G含义。第五代移动电话行动通信标准,也称第五代移动通信技术,英文名称:5th Generation Mobile Communication System英文缩写:5G。具有高速度,低延时支持海量链接和高速移动的特点。(2)5G商用背景。5G技术近期大应用:2013年5月13日,韩国三星电子有限公司宣布,已成功开发第5代移动通信技术(5G)的核心技术,预计于2020年开始推向商业化。5G技术以及其应用已经上升为国家战略,随着5G技术的商业化进程,需要更多的基础设施建设。而这需要大量的资金投入。国家和大型国有企业将是这场建设的主要资金投入方。市场资源的需求将加大,并会产生一些材料的供应商的出场,壮大其生产规模,这是一个良性循环。

二、5G技术配套环节

(1)通信终端设备生产商。5G技术的应用需要与之配套的终端使用设备。5G设备要求具有支持多种不同无线制式,并且要做到相对低成本。目前中国市场上的手机生产商主要是华为、小米、oppo、vivo等。电脑生产商有联想等。这些企业如果能及时推出相应功能的设备将会有助于其抢占市场,或者有利于产品市场份额的重新洗牌和布局。(2)网络运行商。对于中国三大通信运营商而言,需要加大其网络基础设施建设,满足大数据流量的访问需求。当然这同样需要有大量资金的投入,从而促进相关的投资,对于5G有两种不同的组网形式,分别是SA(STANDALONE独立组网)和NSA(NON-STANDALONE飞独立组网)所谓NSA与SA的差别在于,NSA是非独立组网的网络架构,利用4G核心网发展5G网络。而SA组网则是建立自己的5G核心网,所谓“另起炉灶建5G”。从网络架构及应用场景来看,SA组网都远远优于NSA组网[1]。

三、5G商用应用场景

(1)新时代的教育。5G时代流量费更低,传输速度更快,网络延时更低。一些学校将一部分资源上传到网络端,课堂的使用效率得到提高,学生将利用课余时间在家中自主学习。十年前幻想的不去学校就能学到知识的想法可能变为现实。例如江苏省无锡职业技术学院很好的利用了这一点。他们将一些教学讲义和ppt文件放置于一款学习App上,课后学生需要上App浏览相关扩展知识并完成相关练习。

(2)5G与人工智能。人工智能所需要的感知系统都要和外界进行沟通,这都需要用到5G.5G与人工智能之间的依存关系是与生俱来的

对于人工智能来说,因为它具备机器学习能力,可以对数据进行过滤、整理以及深度分析,并从中汲取知识经验来提升自己。对于国内企业而言,在数据方面的优势则有助于人工智能的发展。因此,5G技术对人工智能技术的发展十分重要。

(3)5G万物互联。随着5G的广泛应用,一些应用终端设备加入了网络通讯功能。例如网络+汽车形成车联网以及无人驾驶技术。网络+交通形成智能交通体系。还有如:智能家居,家居安防、智能医疗、现代农业、云计算、大数据等等

四、5G未来发展

(1)5G发展的背景因素。在过去30年间世界互联网世界发生着很大改变,首先CPU(中央处理器)芯片的算力提高了100万倍,第二,存储容量扩大了100万倍,最后得益于光纤通讯的发展,网络通讯速度也提高了很多。这三个条件为4G以及正在试运行的5G做出了重大贡献。(2)5G发展面临的人才问题。互联网行业释放出最多的就业机会,在全行业占比近三成。工程师类职能最紧俏,网络安全工程师跻身前二十。[2]根据图2得知在2019年上半年10个热点领域中,猎聘大数据研究院研究了每个领域的热招职位,发现核心职能的需求量总体较大,企业提供的平均薪资也相对较高。在薪资方面,各热门领域都处于中等偏上水平,最高的月薪是5G领域的架构师,为42830元。(3)5G面临的安全问题。纵观近几年的通讯技术发展过程,对于安全的考虑和保障措施也越来越深入。面临着功能日益强大,数据量与日俱增的智能终端,多种异构网络的融合等各种安全威胁。安全问题解决方案可以通过两方面去考虑:(1)物理层安全。采用信源加密避免信息泄露,和采用序列扩频/跳频、超频等调制解调技术,提高信号传输的隐蔽性和信息还原的复杂性。(2)网络域安全。对终端接入的隧道和用户接入的加密协议过程都进行保护,确保所有与用户的身份信息相关的信息都进行加密。为防止伪基站问题,需要将认证数据和无线传输链路进行强行绑定,实现终端和核心网,以及终端接入网之间的双向认证机制。(4)巨大的功耗和用电负荷。中兴4G的AAU/RRU的功耗为289W,相同情况下,5G在满负荷下的AAU/RRU平均功耗为1127W,平均功耗约为4G的3.9倍。其中AAU功耗的增加是5G功耗增加的主要原因。最重要的一点就是电源设备的扩容。对于5G的网络架构、空口传输、核心网数据分发和网络管理等技术带来挑战。(5)增强发展的动力。重点培育几个高校及科研院所在5G领域的研究和探索,鼓励人才创新。国家应该把5G技术作为一个重大国家战略去发展引导。通过立法以及完善相关法律法规,保护5G以及相关领域的知识产权和专利技术

摘要:中国三大通信运营商于2018年获得5G牌照。随着5G的商用,人类将进入一个移动互联、智能感应、大数据、智能学习等整合起来的万物互联时代。5G的概念以及产生背景介绍,5G的商用产生的影响,5G面临的人才稀缺,网络安全,能耗剧增的实际问题。5G之路道阻且长。

关键词:5G通讯,商业运用,网络安全

参考文献

[1] CSDN微信公众号文章《华为主导5G入网之争》2019-7.

[2] 《猎聘2019上半年中高端人才就业现状大数据报告》2019.

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