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到底什么是5G?

快,是很多人对5G的第一印象,也是5G最厉害的“杀手锏”。

5G网有多快?目前流行的4G网络,下载速度仅为75Mbps,而5G网已经达到1Gbps,未来的速度更是有望达到10Gbps,这意味着一部高清电影的下载时间最快只需要不到1秒。

“G”是英文单词“generation”的缩写,从1G到如今的4G,人类完成了从模仿技能到数字化通信再到无线宽带的技术转变,传播速度更快的同时,对技术水平的要求也越来越高。对于5G通信而言,其大带宽、低延时、广连接的特点,从根本上来讲,是通信行业的一次技术革新。

“5G通信具有速度快、频谱利用率高、能耗控制好、系统容量大等突出优点”,北京邮电大学网络技术研究院教授、博士生导师马严告诉记者,从技术上看,毫米波、多天线、微基站、波束赋形以及基于OFDM(即正交频分复用技术)优化的波形和多址接入、高效信道编码、网络切片与网络功能虚拟化等,是5G所需的若干重要关键技术。

无线通信使用的电磁波频率越高,频段就越宽,速度也越快,这和汽车在六车道的马路上,比两车道的马路上跑的更快是同样的道理,因此高频段也成为了5G通信的第一个特点。按照工信部的部署,中国目前5G的初始频段为3.5 GHz或4.8 GHz左右,比1.8GHz的4G网高出1倍多,商用5G的高频段更是可以达到24.25 GHz—27.5 GHz甚至是37 GHz—42.5 GH。

5G通信的第二大特点是微基站,按照波长等于光速(固定)除以频率的公式,不难发现,频率越高的电磁波,波长就越短,按照5G最先商用的28GHz高频段来看,其波长只有10.7毫米。这么短的波长,在传播过程当中衰减的程度相当高,并且覆盖能力很弱,这就需要大量建设基站,而5G的基站建设模式将向密集化、小型化和智能化方向转变。

多天线的大规模MIMO(多变量控制系统),是5G通信的第三个特点;在3G/4G时代,载波波长在分米级,小基站的天线长度也差不多。但来到5G时代,载波缩小为微米级,实际上给天线腾出了更多空间,在行业内叫做Massive MIMO,又称为large-scale MIMO。顾名思义,就是在基站端安装几百根天线,从而实现几百个天线同时发数据。

在信号的传递上,为了减少折损,5G采用的是波束赋形,基站可以采用更有效的传送通路将数据发送给特定用户,从而降低周围用户间的干扰。对于毫米波来说,波束赋形解决的更是易于受物体阻挡和路径衰减较快的问题。

此外,5G时代设备之间无需转换,就可以采用同一频率进行信号接收。以手机为例,它们彼此之间交换信息,甚至不需要通过基站传送,在通信学上的专属名词就叫做机器对机器通信D2D模式,同样极大提高了信息传输的效率。

本文来自:北京科技报
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