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2017-05-30 00:16 出处:PConline原创 作者:卡夫卡 责任编辑:sunziyi

4G够用5G又强在哪?

  对于5G,业界普遍认为它将在无人驾驶汽车、VR 以及物联网等领域发挥重要作用。与4G相比,5G是全方位的提升,具备高性能、低延迟以及高容量特性。当然,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。

  如同道路上行驶的车辆多了会导致拥堵一样,当连网设备数量越来越后,频谱也会出现资源稀缺问题。目前而言,我们还只能在较狭窄的频谱上共享有限的带宽,很大程度的影响了用户的使用体验。若要增加无线传输速率,要么增加频谱利用率,要么增加频谱带宽,而5G所使用的毫米波(26.5~300GHz)就是通过第二种方法(增加频谱带宽)提升速率。以28GHz频段为例,其可用频谱带宽为1GHz,而60GHz频段每个信道的可用信号带宽则为2GHz。

  实际上,一直以来毫米波都只在卫星和雷达系统上做应用,此番也是首次开启新的频带资源,现在已有运营商开始使用毫米波在基站之间进行测试。尽管毫米波穿透力较弱且衰减大,在高楼林立的环境下传输并不容易,但小基站却能解决这一问题。

  刚才说到的小基站,每个基站可从附近其它的基站接收信号并向任何位置的用户发送数据。至于功耗问题,小基站不仅在规模上要远远小于大基站,功耗上自然也大大缩小。除了通过毫米波传输,5G基站还将拥有比现在蜂窝网络基站更多的天线,即Massive MIMO技术。

  看到这里,或许你会说多天线会带来更多干扰,至于这个问题波束成形可以很好的解决,控制天线阵列中的每根天线,让其发出的每个电磁波的空间互相抵消或增强,形成一个波束而不是全向发射,将有限的能量集中在特定方向上进行传输,使得传输距离更远,同时避免了信号干扰。与此同时,波束成形技术还能提升频谱利用率,可同时从多个天线发送更多信息。

  最后再来说说全双工技术,指设备的发射机和接收机占用相同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,打破现有的频分双工(FDD)和时分双工(TDD)模式,是通信节点实现双向通信的关键之一,也是5G高吞吐量和低延迟的关键所在。当然,要实现这一愿景,还需克服电路板件设计、物理层/MAC层优化以及对全双工和半双工之间动态切换的控制面优化,和对现有帧结构和控制信令的优化问题。尽管5G还处在规划和测试阶段,但在整个行业的共同努力推进下,实现5G商用指日可待。

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