5G比4G强在哪高性能低延迟与高容量iyiou.com

2019年03月12日 来源:

5G比4G强在哪?高性能、低延迟与高容量

在2015年的MWC上国内外厂商纷纷展示各自在5G上的进展之后,5G就瞬间成为了业界的讨论的焦点,在媒体竭尽溢美之词的同时,芯片商、通信设备商以及电信运营商无一例外开始倾其所有布局下一代通信技术,目的就是抢占话语权。对于数消费者而言,5G的价值在于它拥有比4G+ LTE更快的速度(峰值速率可达几十Gbps),例如你可以在一秒钟内下载一部高清电影,而4G LTE可能要10分钟。也正是因为这一得天独厚的优势,业界普遍认为5G将在无人驾驶汽车、VR以及物联等领域发挥重要作用。

和4G相比,5G的提升是全方位的,按照3GPP的定义,5G具备高性能、低延迟与高容量特性,而这些优点主要体现在毫米波、小基站、Massive MIMO、全双工以及波束成形这五大技术上。

毫米波

众所周知,随着连接到无线络设备的数量的增加,频谱资源稀缺的问题日渐突出。至少就现在而言,我们还只能在极其狭窄的频谱上共享有限的带宽,这极大的影响了用户的体验。

那么5G提供的几十个Gbps峰值速度如何实现呢?

众所周知,无线传输增加传输速率一般有两种方法,一是增加频谱利用率,二是增加频谱带仪山出来试了一下他的鼻子宽。5G使用毫米波(26.5~300GHz)就是通过第二种方法来提升速率,以28GHz频段为例,其可用频谱带宽达到了1GHz,而60GHz频段每个信道的可用信号带宽则为2GHz。

在移动通信的历史上,这是首次开启新的频带资源。在此之前,毫米波只在卫星和雷达系统上被应用,但现在已经有运营商开始使用毫米波在基站之间做测试。

当然,毫米波的缺点就是穿透力差、衰减大,因此要让毫米波频段下的5G通信在高楼林立的环境下传输并不容易,而小基站将解决这一问题。

小基站

上文提到毫米波的穿透力差并且在空气中的衰减很大,但因为毫米波的频率很高,波长很短,这就意味着其天线尺寸可以做得很小,这是部署小基站的基础。

可以预见的是,未来5G移动通信将不再依赖大型基站的布建架构,大量的小型基站将成为新的趋势,它可以覆盖大基站无法触及的末梢通信。

因为体积的大幅缩小,我们设置可以在250米左右部署一个小基站,这样排列下来,运营商可以在每个城市中部署数千个小基站以形成密集络,每个基站可以从其它基站接收信号并向任何位置的用户发送数据。当然,你大可不必担心功耗问题,雷锋之前曾报道过: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。

除了通过毫米波广播之外,5G基站还将拥有比现在蜂窝络基站多得多的天线,也就是Massive MIMO技术。

Massive MIMO

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,从而将移动络的容量提升数十倍倍或更大。

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)的意思是多输入多输出,实际上这种技术已经在一些4G基站上得到了应用。 但到目前为止,Massive MIMO仅在实验室和几个现场试验中进行了测试。

隆德大学教授Ove Edfors曾指出,Massive MIMO开启了无线通讯的新方向当传统系统使用时域或频域为不同用户之间实现资源共享时,Massive MIMO则导入了空间域(spatial domain)的途径,其方式是在基地台采用大量的天线以及为其进行同步处理,如此则可同时在频谱效益与能源效率方面取得几十倍的增益。

毋庸置疑,Massive MIMO是5G能否实现商用的关键技术,但是多天线也势必会带来更多的干扰,而波束成形就是解决这一问题的关键。

波束成形

Massive MIMO的主要挑战是减少干扰,但正是因为Massive MIMO技术每个天线阵列集成了更多的天线,如果能有效地控制这些天线,让它发出的每个电磁波的空间互相抵消或者增强,就可以形成一个很窄的波束,而不是全向发射,有限的能量都集中在特定方向上进行传输,不仅传输距离更远了,而且还避免了信号的干扰,这种将无线信号(电磁波)按特定方向传播的技术叫做波束成形(beamforming)。

这一技术的优势不仅如此,它可以提升频谱利用率,通过这一技术我们可以同时从多个天线发送更多信息;在大规模天线基站,我们甚至可以通过信号处理算法来计算出信号的传输的路径,并且终移动终端的位置。因此,波束成形可以解决毫米波信号被障碍物阻挡以及远距离衰减的问题。

全双工

全双工技术是指设备的发射机和接收机占用相同的频率资源同时进行工作,使得通信两端在上、下行可以在相同时间使用相同的频率,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。

在同一信道上同时接收和发送,这无疑大大提升了频谱效率。但是5G要使用这一颠覆性技术也面临着不小的挑战,根据《移动通信》之前发布的资料显示,主要有一下三大挑战:

1.电路板件设计,自干扰消除电路需满足宽频(大于100MHZ)和多MIMO(多于32天线芭蕉叶老)的条件,且要求尺寸小、功耗低以及成本不能太高。

2.物理层、MAC层的优化设计问题,比如编码、调制、同步、检测、侦听、冲突避免、ACK等,尤其是针对MIMO的物理层优化。

3.对全双工和半双工之间动态切换的控制面优化,以及对现有帧结构和控制信令的优化问题。

声明:本文仅为传递更多络信息,不代表ITBear观点和意见,仅供参考了解,更不能作为投资使用依据。

2014年南宁种子轮企业
汕头生鲜食品Pre-A轮企业
武汉汽车出行战略投资企业
相关文章
  • 台湾油厂大爆炸火光直冲天际台民众惊呼恐袭
    台湾油厂大爆炸火光直冲天际台民众惊呼恐袭

    原标题:台湾油厂大爆炸火势还将持续 台民众惊呼“恐袭”现场图。 海外网1月29日电 今日(29日),这一事故再次点燃岛内民怨。位于桃园市龟山区、桃园区、芦竹区交界的“中油”桃园炼油厂,今天一早惊传爆炸声响,周边住户被突来的巨响吓坏,就连远在数公...

  • 特朗普称IS覆灭应归功美国俄议员美媒都不
    特朗普称IS覆灭应归功美国俄议员美媒都不

    特朗普(资料图) 海外网12月13日电特朗普周二捕鱼手游(12日)表示,美国在伊拉克和叙利亚战胜了恐怖组织“伊斯兰国”,俄罗斯联邦委员会2319铝管委员阿列克谢•普什科夫随后发文回击称:“美国在叙利亚战胜了‘IS’,特朗普这句话甚至都无法让美国媒体信服...

  • 中国援非医疗队荣获2008影响世界华人大奖
    中国援非医疗队荣获2008影响世界华人大奖

    :05:52中新3月12日电持续45年、已向非洲派出1.6万人次的医疗队员、使2.6亿非洲人民得到无偿医疗援助中国援非医疗队,近日获得由中国社、凤凰卫视等海内外十余家知名华语媒体机构推选的“2008影响世界华人大奖”。自1963年中国政府向阿尔及利亚派出支医疗队至...

  • 父亲骗亲生女儿喝性药当妻子面强行奸污
    父亲骗亲生女儿喝性药当妻子面强行奸污

    华商11月6道 身为父亲的马某,竟把黑手伸向自己的亲生女儿,在长达10年的时间里,多次对女儿实施奸淫。昨日,莲湖区人民法院一审以强奸罪,判处马某有期徒刑13年,剥夺政治权利3年。法院审理查明,被告人马某与受害人(20岁)是亲生父女关系,买来性药装进...

  • 在日温州人亲历地震称日本人逃生有秩序
    在日温州人亲历地震称日本人逃生有秩序

    3月14日电日本时间11日下午发生的里氏9级强震,被称为日本历史上近1200年一遇的地震。今天从浙江乐清市侨联获悉,该市有200多人在日本学习、工作。随后联系了十几名在日本不同城市的华侨和留学生,获悉他们目前都平安。对日本人在大地震来临时的冷静和秩序井...

  • 中国股市假问题和真问题股市会从泡沫煎熬转
    中国股市假问题和真问题股市会从泡沫煎熬转

    《中国股市:假问题和真问题》:股市会从泡沫煎熬转入回报吗中国经济一直领跑世界,但作为经济晴雨表的股市为何让中小投资者损失惨重? 在本书中,华生通过对中国股市新世纪以来变革历程的研究,指出中国股市问题的根源与其说是人性贪婪,毋宁说是制度缺...