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2018-03-16

背景介绍

        今年的政府工作报告中提出,推动第五代移动通信产业发展。根据规划,我国将于2020年启动5G商用服务。

        那么,很多人都觉得4G已经够快了,那为什么还有5G的出现呢?


5G发展的重要意义

        如果说1G到4G是为了让人与人之间更好的即时通讯,那5G似乎是为了让人与物、物与物之间更好的连接。随着5G技术的发展,人类有可能进入万物互联的超级全联接时代,人们形容:由于99%的物体未实现连接,5G将成为超级“传送门”。

        举些例子,在4G网络下,云端系统无法传输紧急指示让无人驾驶汽车穿过交通流;4G也达不到在远程会议中提供即时语言翻译的速度,更不必提在救死扶伤的手术之中遥控指挥手术刀——要知道,许多即时无线应用的最大延迟期不得超过1毫秒。而5G就没有这些疑虑了,极端的速度可以让它即时处理无人驾驶汽车周边的各种突发情况,而1毫秒的时延也足以确保远程控制手术刀的精准操作。

        那么,相对于4G来说,5G有哪些技术上的进步呢?


1、毫米波-传输速率倍数提升

        5G使用毫米波,在传输速率大大提升,5G(26.5~300GHz)>4G(75Mbps)。目前5G网络已成功在28GHz波段下达到了1Gbps。


2、小基站-信号覆盖全、功耗大大缩减

       由于毫米波自身有穿透力差且在空气中衰减很大的缺陷,所以5G网络将不再依赖大型基站的布建架构,而是改用大量小型基站,它可以覆盖到大基站无法覆盖到的末梢通信。

        小基站不仅在规模上要远远小于大基站,功耗上也大大缩小了。


3、Massive MIMO-网络容量提升

       现有的4G基站只有十几根天线,但5G基站可以支持上百根天线,这些天线可以通过Massive MIMO技术形成大规模天线阵列,这就意味着基站可以同时从更多用户发送和接收信号,从而将移动网络的容量提升数十倍倍或更大。

4、波束成形-传输远、干扰小、信号强

        5G信号放弃了全向发射,而是将有限的能量都集中在特定方向上进行传输,从而实现更远的传输距离、更上的干扰和更强的信息强度。这种定向传播的无线信息技术就叫做波束成形。


5、全双工技术-高吞吐、低延迟的优点

        5G全双工技术突破了现有的频分双工(FDD)和时分双工(TDD)模式,这是通信节点实现双向通信的关键之一,也是5G所需的高吞吐量和低延迟的关键技术。