5G背后技术大探析

5G背后技术大探析

作者:中国移动智能硬件

4G技术走进我们的生活中还没几年,如今5G通信又映入人们的眼帘。相比4G技术,5G的提升可谓让人无比期待,一方面, 在速率上,5G具有更高的速率、更宽的带宽,预计5G网速将比4G提高10倍左右,只需要几秒即可下载一部高清电影,能够满足消费者对虚拟现实、超高清视频等更高的网络体验需求,另一方面,安全性上,5G具有更高的可靠性,更低的时延,能够满足智能制造、自动驾驶等行业应用的特定需求,拓宽融合产业的发展空间。

那么,如此厉害的第五代移动通信技术,背后究竟有哪些相关技术的提升呢?

毫米波

众所周知,网路的负载量是有限的,随着连接无线网络的设备数量的剧增,频谱资源的稀缺成为主要问题之一。5G技术使用的是毫米波(26.5~300GHz)技术,这一技术大大增加了频谱带宽,能够满足更多设备的负载,大大提升了网络的带宽,再也不用担心在人多的地方网络卡顿了。

 

毫米波

 

小基站

虽然毫米波解决了负荷问题,但缺点也很明显,穿透力差、衰减大是其主要问题,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,而小基站就是解决这一问题的有力武器。

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,例如在信号不好的山区。因为体积的大幅缩小,运营商可以在每个城市中部署数千个小基站以形成密集网络,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。其次,小基站的功耗也大大减少。

 

小基站

 

多天线

目前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。

 

多天线

 

波束成形

多天线的技术必然会产生更多的干扰,而波束成形的出现就是为了解决这一问题,波束成形技术可以将无线信号(电磁波)按特定方向传播,能够有效地控制多天线,让它发出的每个电磁波的空间互相抵消或者增强,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,还能避免信号的干扰。

 

波束成形

 

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,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。在同一信道上同时进行接收和发送,这无疑能够大大提升频谱的利用效率。

 

全双工

 

虽然5G技术有这么多的优势,但是各项技术还没有完全成熟,距离实现商用还需要一段时间,根据相关企业介绍,5G技术有望在2020年正式投入使用。不过对于小编更关心的是,通讯资费能否下降,毕竟4G的资费还是相当贵的。

 

来源:CSDN物联网开发

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