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5G技術(shù)大解析

時間:2017-08-08
4G技術(shù)走進我們的生活中還沒幾年,如今5G通信又映入人們的眼簾。相比4G技術(shù),5G的提升可謂讓人無比期待,一方面, 在速率上,5G具有更高的速率、更寬的帶寬,預(yù)計5G網(wǎng)速將比4G提高10倍左右,只需要幾秒即可下載一部高清電影,能夠滿足消費者對虛擬現(xiàn)實、超高清視頻等更高的網(wǎng)絡(luò)體驗需求,另一方面,安全性上,5G具有更高的可靠性,更低的時延,能夠滿足智能制造、自動駕駛等行業(yè)應(yīng)用的特定需求,拓寬融合產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間。

 

那么,如此厲害的第五代移動通信技術(shù),背后究竟有哪些相關(guān)技術(shù)的提升呢?

 


 

毫米波

 

眾所周知,網(wǎng)路的負載量是有限的,隨著連接無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)量的劇增,頻譜資源的稀缺成為主要問題之一。5G技術(shù)使用的是毫米波(26.5~300GHz)技術(shù),這一技術(shù)大大增加了頻譜帶寬,能夠滿足更多設(shè)備的負載,大大提升了網(wǎng)絡(luò)的帶寬,再也不用擔(dān)心在人多的地方網(wǎng)絡(luò)卡頓了。

 


 

小基站

 

雖然毫米波解決了負荷問題,但缺點也很明顯,穿透力差、衰減大是其主要問題,因此要讓毫米波頻段下的5G通信在高樓林立的環(huán)境下傳輸并不容易,而小基站就是解決這一問題的有力武器。

 

未來5G移動通信將不再依賴大型基站的布建架構(gòu),大量的小型基站將成為新的趨勢,它可以覆蓋大基站無法觸及的末梢通信,例如在信號不好的山區(qū)。因為體積的大幅縮小,運營商可以在每個城市中部署數(shù)千個小基站以形成密集網(wǎng)絡(luò),每個基站可以從其它基站接收信號并向任何位置的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。其次,小基站的功耗也大大減少。

 


 

多天線

 

目前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。

 


 

波束成形

 

多天線的技術(shù)必然會產(chǎn)生更多的干擾,而波束成形的出現(xiàn)就是為了解決這一問題,波束成形技術(shù)可以將無線信號(電磁波)按特定方向傳播,能夠有效地控制多天線,讓它發(fā)出的每個電磁波的空間互相抵消或者增強,形成一個很窄的波束,而不是全向發(fā)射。有限的能量都集中在特定方向上進行傳輸,不僅傳輸距離更遠了,還能避免信號的干擾。

 


 

全雙工

 

全雙工技術(shù)是指設(shè)備的發(fā)射機和接收機占用相同的頻率資源同時進行工作,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)。在同一信道上同時進行接收和發(fā)送,這無疑能夠大大提升頻譜的利用效率。

 


 

雖然5G技術(shù)有這么多的優(yōu)勢,但是各項技術(shù)還沒有完全成熟,距離實現(xiàn)商用還需要一段時間,根據(jù)相關(guān)企業(yè)介紹,5G技術(shù)有望在2020年正式投入使用。不過對于小編更關(guān)心的是,通訊資費能否下降,畢竟4G的資費還是相當(dāng)貴的。
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