5G真的来了 它究竟有何神奇特点
第五代移動電話行動通信標准,也稱第五代移動通信技術,外語縮寫:5G。也是4G之後的延伸。其峰值理論傳輸速度可達每秒數十Gb,這比4G網絡的傳輸速度快數百倍。
一、5G將會帶來什麽?
1、通過引入新的無線傳輸技術將資源利用率在4G的基礎上提高10倍以上;
2、通過引入新的體系結構(如超密集小區結構等)和更加深度的智能化能力將整個系統的吞吐率提高25倍左右;
3、進一步挖掘新的頻率資源(如高頻段、毫米波與可見光等),使未來無線移動通信的頻率資源擴展4倍左右。
二、5G有哪些特點
1、高頻段傳輸
移動通信傳統工作頻段主要集中在3GHz以下,這使得頻譜資源十分擁擠,而在高頻段(如毫米波、厘米波頻段)可用頻譜資源豐富,能夠有效緩解頻譜資源緊張的現狀,可以實現極高速短距離通信,支持5G容量和傳輸速率等方面的需求。
高頻段在移動通信中的應用是未來的發展趨勢,業界對此高度關注。足夠量的可用帶寬、小型化的天線和設備、較高的天線增益是高頻段毫米波移動通信的主要優點,但也存在傳輸距離短、穿透和繞射能力差、容易受氣候環境影響等缺點。射頻器件、系統設計等方面的問題也有待進一步研究和解決。
監測高頻段資源雖然目前較爲豐富,但是仍需要進行科學規劃,統籌兼顧,從而使寶貴的頻譜資源得到最優配置。
2、新型多天線傳輸
多天線技術經曆了從無源到有源,從二維(2D)到三維(3D),從高階MIMO到大規模陣列的發展,將有望實現頻譜效率提升數十倍甚至更高,是目前5G技術重要的研究方向之一。
由于引入了有源天線陣列,基站側可支持的協作天線數量將達到128根。此外,原來的2D天線陣列拓展成爲3D天線陣列,形成新穎的3D-MIMO技術,支持多用戶波束智能賦型,減少用戶間幹擾,結合高頻段毫米波技術,將進一步改善無線信號覆蓋性能。
目前研究人員正在針對大規模天線信道測量與建模、陣列設計與校准、導頻信道、碼本及反饋機制等問題進行研究,未來將支持更多的用戶空分多址(SDMA),顯著降低發射功率,實現綠色節能,提升覆蓋能力。
3、同時同頻全雙工
最近幾年,同時同頻全雙工技術吸引了業界的注意力。利用該技術,在相同的頻譜上,通信的收發雙方同時發射和接收信號,與傳統的TDD和FDD雙工方式相比,從理論上可使空口頻譜效率提高1倍。
全雙工技術能夠突破FDD和TDD方式的頻譜資源使用限制,使得頻譜資源的使用更加靈活。然而,全雙工技術需要具備極高的幹擾消除能力,這對幹擾消除技術提出了極大的挑戰,同時還存在相鄰小區同頻幹擾問題。在多天線及組網場景下,全雙工技術的應用難度更大。
4、D2D
傳統的蜂窩通信系統的組網方式是以基站爲中心實現小區覆蓋,而基站及中繼站無法移動,其網絡結構在靈活度上有一定的限制。隨著無線多媒體業務不斷增多,傳統的以基站爲中心的業務提供方式已無法滿足海量用戶在不同環境下的業務需求。
D2D技術無需借助基站的幫助就能夠實現通信終端之間的直接通信,拓展網絡連接和接入方式。由于短距離直接通信,信道質量高,D2D能夠實現較高的數據速率、較低的時延和較低的功耗;通過廣泛分布的終端,能夠改善覆蓋,實現頻譜資源的高效利用;支持更靈活的網絡架構和連接方法,提升鏈路靈活性和網絡可靠性。目前,D2D采用廣播、組播和單播技術方案,未來將發展其增強技術,包括基于D2D的中繼技術、多天線技術和聯合編碼技術等。
5、密集網絡
在未來的5G通信中,無線通信網絡正朝著網絡多元化、寬帶化、綜合化、智能化的方向演進。隨著各種智能終端的普及,數據流量將出現井噴式的增長。未來數據業務將主要分布在室內和熱點地區,這使得超密集網絡成爲實現未來5G的1000倍流量需求的主要手段之一。
超密集網絡能夠改善網絡覆蓋,大幅度提升系統容量,並且對業務進行分流,具有更靈活的網絡部署和更高效的頻率複用。未來,面向高頻段大帶寬,將采用更加密集的網絡方案,部署小小區/扇區將高達100個以上。
與此同時,愈發密集的網絡部署也使得網絡拓撲更加複雜,小區間幹擾已經成爲制約系統容量增長的主要因素,極大地降低了網絡能效。幹擾消除、小區快速發現、密集小區間協作、基于終端能力提升的移動性增強方案等,都是目前密集網絡方面的研究熱點。
6、新型網絡架構
目前,LTE接入網采用網絡扁平化架構,減小了系統時延,降低了建網成本和維護成本。未來5G可能采用C-RAN接入網架構。C-RAN是基于集中化處理、協作式無線電和實時雲計算構架的綠色無線接入網構架。C-RAN的基本思想是通過充分利用低成本高速光傳輸網絡,直接在遠端天線和集中化的中心節點間傳送無線信號,以構建覆蓋上百個基站服務區域,甚至上百平方公裏的無線接入系統。C-RAN架構適于采用協同技術,能夠減小幹擾,降低功耗,提升頻譜效率,同時便于實現動態使用的智能化組網,集中處理有利于降低成本,便于維護,減少運營支出。目前的研究內容包括C-RAN的架構和功能,如集中控制、基帶池RRU接口定義、基于C-RAN的更緊密協作,如基站簇、虛擬小區等。
三、5G時代衍生物
隨著5G浪潮高漲,物聯網通信技術也在不斷更新,傳統的工業級路由器、物聯網網關也在向更高層次升級,cq9电子官方网站物聯在5G通信的推動中,深耕數載,奮力拼搏,近日一款專爲5G物聯網打造的路由器——TR342 5G工業路由器重磅推出,TR342支持5G多模、并同时支持5G NR mmWave和sub-6GHz频段;支持最高速率UE Cat22和支持独立SA和NSA(非独立)网络部署。在5G模式下,其可实现最高达7Gbps的下载速度和最高达3Gbps的上传速率。TR342 5G工業路由器作爲物聯網終端神器將廣泛應用在智能工廠、智慧醫療、車聯網、人工智能和智慧城市等物聯網傳輸領域。
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