距离2020年5G正式商用的期限,越来越近。目前,各大厂商都在加快自己在5G技术上的测试工作。日前,华为与沃达丰共同完成了5G毫米波室外现场测试,实现单用户设备20Git/s的峰值传输速度。
不过,按照预期,最终5G的传输速率将可实现1Gb/s,比4G快十倍以上,要如何实现?这其中的关键技术在于5G采用了毫米波。
1. 什么是毫米波
什么是毫米波?这会是5G实现高速传输的关键所在吗?实际上,毫米波是指波长在1~10毫米的电磁波,其频率大约在30GHz~300GHz之间。它位于微波与远红外波相交叠的波长范围,因而兼具两种波普的特点。理论上讲,毫米波是光波向低频的发展与微波向高频的延伸。
从通信原理来看,无线通信最大信号带宽约在载波频率的5%左右,也就是说,载波频率越高,其可实现的信号带宽也就越大。此外,在毫米波频段中,28GHz与60GHz是最有望应用在5G通信的两个频段。其中,28GHz的可用频谱带宽可达1GHz,60GHz每个信道的可用信号带宽则可达2GHz。
与5G通信相比,4G-LTE的频段最高频率约在2GHz左右,因而其可用频谱带宽只有100MHz;使用毫米波频段,频谱带宽则可翻10倍,传输速率也将更快。因此,5G将不仅仅意味着10秒传输一部1GB电影,其还将支撑例如云端游戏、虚拟现实等更多的应用。
2. 宝贵的频带资源
众说周知,无线通信依托于电磁波传播,最宝贵的资源莫过于频带。目前,电信业者已开始研究毫米波技术,以便找到最适合移动应用的频率范围。为了统一全球的毫米波频率标准,国际电信联盟(ITU)在近期的世界无线电通讯大会结束后,公布了24GHz到86GHz之间的全球可用频率的建议列表,最后28GHz、39GHz与73GHz三个频带逐渐脱颖而出。
73GHz中有2GHz的连续带宽可用于移动通讯,这是拟议频率频谱中范围最广的;28GHz仅提供850MHz的带宽;在美国,39GHz附近就有两个频带提供1.6GHz与1.4GHz带宽。此外,根据Shannon定律,即更高的带宽代表更高的数据传输量,73GHz与另外两个频率相较更具
应邀回答本行业问题。
5G网络网速的增加主要来自于带宽和多流的倍增,其次是来自于波束赋形以及编码等新算法的增强。
5G速度增加最关键的地方是在于带宽的增加。
4G(LTE)可以支持的带宽包括1.4Mhz、3MHz、5Mhz、10Mhz、15Mhz、20Mhz,最大支持20Mhz的带宽,而5GNR支持的Sub-6G的最大带宽为100Mhz,毫米波部分支持400Mhz的带宽。
带宽越高,网络的速度也就越快。
不过,由于带宽的增加,也使得5GNR必须要到更高的频率才可以找到连续的100Mhz的带宽,这也导致了5G基站建设的密度需要大于目前的4G基站。
5G里终端最低要求是2T4R,而4G终端的要求是1T2R,5G里提升网速的另外一个主要的原因是支持多流。
LTE的 手机 只能达到150Mbps的下载速度,这是由于4G手机只有2根接收天线,在2*2MIMO下只能达到150Mbps的下载速度。
而5G对于终端的天线配置有了更高的要求,至少需要支持2T4R,目前的5G手机的配置就是如此。
而5G里的CPE终端则是4T8R,所以CPE可以达到更快的上传下载速度。
对于5G终端8*8 MIMO则可以相对2*2MIMO增加4倍的速度,而8*4 MIMO则可以增加2倍的速度。
一些其他的保障5G高速的技术。
5G里还引入了Massive MIMO技术,这种基于波束赋形的大规模天线阵技术,可以有效的控制干扰,实现多用户的空分复用,另外还可以提供多流,目前64T6R可支持16-32流,实现大于5倍于2T2R的容量增益。
5GNR还使用了更高阶的调制,相比LTE可以承载更多的信息。
再有就是5GNR还有一些干扰消除技术、精细化的载波利用、Ploar/LDPC编码,这些也使得5G有了更快的速度。
总而言之,5G相对于4G要快很多,这个主要是因为5G使用了更高的带宽,多流天线技术、以及新的编码、高阶调制等技术。
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