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5G-更快的連接你、我、“它”

2018-03-16

背景介紹

        今年的政府工作報告中提出,推動第五代移動通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展。根據(jù)規(guī)劃,我國將于2020年啟動5G商用服務(wù)。

        那么,很多人都覺得4G已經(jīng)夠快了,那為什么還有5G的出現(xiàn)呢?


5G發(fā)展的重要意義

        如果說1G到4G是為了讓人與人之間更好的即時通訊,那5G似乎是為了讓人與物、物與物之間更好的連接。隨著5G技術(shù)的發(fā)展,人類有可能進(jìn)入萬物互聯(lián)的超級全聯(lián)接時代,人們形容:由于99%的物體未實現(xiàn)連接,5G將成為超級“傳送門”。

        舉些例子,在4G網(wǎng)絡(luò)下,云端系統(tǒng)無法傳輸緊急指示讓無人駕駛汽車穿過交通流;4G也達(dá)不到在遠(yuǎn)程會議中提供即時語言翻譯的速度,更不必提在救死扶傷的手術(shù)之中遙控指揮手術(shù)刀——要知道,許多即時無線應(yīng)用的最大延遲期不得超過1毫秒。而5G就沒有這些疑慮了,極端的速度可以讓它即時處理無人駕駛汽車周邊的各種突發(fā)情況,而1毫秒的時延也足以確保遠(yuǎn)程控制手術(shù)刀的精準(zhǔn)操作。

        那么,相對于4G來說,5G有哪些技術(shù)上的進(jìn)步呢?


1、毫米波-傳輸速率倍數(shù)提升

        5G使用毫米波,在傳輸速率大大提升,5G(26.5~300GHz)>4G(75Mbps)。目前5G網(wǎng)絡(luò)已成功在28GHz波段下達(dá)到了1Gbps。


2、小基站-信號覆蓋全、功耗大大縮減

       由于毫米波自身有穿透力差且在空氣中衰減很大的缺陷,所以5G網(wǎng)絡(luò)將不再依賴大型基站的布建架構(gòu),而是改用大量小型基站,它可以覆蓋到大基站無法覆蓋到的末梢通信。

        小基站不僅在規(guī)模上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于大基站,功耗上也大大縮小了。


3、Massive MIMO-網(wǎng)絡(luò)容量提升

       現(xiàn)有的4G基站只有十幾根天線,但5G基站可以支持上百根天線,這些天線可以通過Massive MIMO技術(shù)形成大規(guī)模天線陣列,這就意味著基站可以同時從更多用戶發(fā)送和接收信號,從而將移動網(wǎng)絡(luò)的容量提升數(shù)十倍倍或更大。

4、波束成形-傳輸遠(yuǎn)、干擾小、信號強

        5G信號放棄了全向發(fā)射,而是將有限的能量都集中在特定方向上進(jìn)行傳輸,從而實現(xiàn)更遠(yuǎn)的傳輸距離、更上的干擾和更強的信息強度。這種定向傳播的無線信息技術(shù)就叫做波束成形。


5、全雙工技術(shù)-高吞吐、低延遲的優(yōu)點

        5G全雙工技術(shù)突破了現(xiàn)有的頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)模式,這是通信節(jié)點實現(xiàn)雙向通信的關(guān)鍵之一,也是5G所需的高吞吐量和低延遲的關(guān)鍵技術(shù)。