1G實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)通話

1、1G實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)通話，2G實(shí)現(xiàn)了短信、數(shù)字語音和手機(jī)上網(wǎng)，3G帶來了基于圖片的移動(dòng)互 聯(lián)網(wǎng)，而4G則推動(dòng)了移動(dòng)視頻的發(fā)展。5G網(wǎng)絡(luò)則視為未來物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等萬物互聯(lián)的基 礎(chǔ)。同時(shí)，5G普及將使得包括虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)這些技術(shù)成為主流。4G網(wǎng)絡(luò)是專為手機(jī) 打造的，沒有為物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化。5G技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)提供了超大帶寬。與4G相比，5G網(wǎng)絡(luò) 可以支持10倍以上的設(shè)備?？梢詰?yīng)用于自動(dòng)駕駛、超高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)、萬物互聯(lián)的智 能傳感器。5G網(wǎng)絡(luò)主要有三大特點(diǎn)，極高的速率，極大的容量，極低的時(shí)延。相對4G網(wǎng)絡(luò)，傳輸速率 提升10100倍，峰值傳輸速率達(dá)到10Gbit/s，端到端時(shí)延達(dá)到ms級(jí)，連接設(shè)備密度增

2、加 10100倍，流量密度提升1000倍，頻譜效率提升510倍，能夠在500km/h的速度下保證 用戶體驗(yàn)。與2G、3G、4G僅面向人與人通信不同,5G在設(shè)計(jì)之時(shí)，就考慮了人與物、物與物 的互連，全球電信聯(lián)盟接納的5G指標(biāo)中，除了對原有基站峰值速率的要求對5G提出了 8大指 標(biāo):基站峰值速率、用戶體驗(yàn)速率、頻譜效率、流量空間容量、移動(dòng)性能、網(wǎng)絡(luò)能效、連接 密度和時(shí)延。一、5G的技術(shù)特點(diǎn)：萬物互聯(lián)、開放架構(gòu)、無限接入“5G的到來不僅僅是解決基礎(chǔ)通信的問題，更是解決人與人、人與物、物與物直接的互聯(lián)。從1G-2G-3G-4G是一條直線演進(jìn)路線的話，那么，到了 5G，就是從“直線”向“面”的橫向擴(kuò)張。

3、 5G的目 標(biāo)是提供無限的信息接入，并且能夠讓任何人和物隨時(shí)隨地共享數(shù)據(jù)，使個(gè)人、企業(yè)和社會(huì) 受益。5G是萬物互聯(lián)的開放式、軟件可定義的架構(gòu)：在此架構(gòu)上有不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)切片，適應(yīng)成千上萬的5G應(yīng)用場景，5G除了人與人之間的通信，將提供使能 InternetofThings（IoT，物聯(lián)網(wǎng)）的平臺(tái)，以用戶為中心構(gòu)建全方位信息生態(tài)系統(tǒng)，提供各種可 能和跨界整合。二、5G場景優(yōu)勢低功耗大連接連續(xù)廣域覆蓋熱點(diǎn)高容量低時(shí)延高可罪三、 5G速度優(yōu)勢關(guān)于5G的速度有很多傳說與試驗(yàn)：有數(shù)據(jù)稱是4G網(wǎng)絡(luò)的66倍；據(jù)國外媒體報(bào)道，英國薩里大學(xué)5G研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人日前對媒體表示，5G網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)傳輸速度 現(xiàn)在已經(jīng)突破1

4、Tbps，是當(dāng)前4G網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的6萬倍。1Tbps的無線傳輸速度可以在實(shí)驗(yàn) 室條件下覆蓋100米范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)，并預(yù)計(jì)到2018年上半年正式投入商用。時(shí)延：低至1毫秒的時(shí)延在3G網(wǎng)絡(luò)中，時(shí)延約為100毫秒，4G網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延為20到30毫秒，而5G網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延可縮短到1個(gè)毫秒，足以支撐汽車自動(dòng)駕駛功能。網(wǎng)絡(luò)容量：主流廠商預(yù)計(jì)，5G網(wǎng)絡(luò)容量將是4G的100至1000倍。下載速度：最高達(dá)10Gbps峰值速率4G最快下載速度大約是每秒150MB，但5G最快下載速度則達(dá)到了每秒10GB。下載一部8G 高清電影，將從3G時(shí)代70分鐘、4G時(shí)代7分鐘，降低到5G時(shí)代短短的6秒鐘。5G網(wǎng)絡(luò)對于普通用戶來說，最為直觀

5、的體驗(yàn)就是快！據(jù)悉，5G網(wǎng)絡(luò)的理論下行速度為 10Gb/s（相當(dāng)于下載速度1.25GB/s），用網(wǎng)絡(luò)中的語言來說：5G網(wǎng)絡(luò)能在一秒鐘內(nèi)下載10部 高清電影。二、5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢及特點(diǎn)5G移動(dòng)通信系統(tǒng)為了取得較快發(fā)展，將有效與其他無線移動(dòng)通信技術(shù)結(jié)合在一起，可以有 力支持移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，依據(jù)當(dāng)前界內(nèi)人士判斷，將來無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能力包括5G在 內(nèi)將會(huì)有三個(gè)方面的應(yīng)用優(yōu)勢。一是進(jìn)一步研發(fā)新型無線傳輸技術(shù)，保證資源利用率提高 10倍以上;二是通過創(chuàng)建新型體系結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)更高的智能化，保證整個(gè)系統(tǒng)吞吐率將提高25 倍以上;三是大力開發(fā)新型頻率資源，保證未來無線移動(dòng)通信的頻率資源得到4倍以上的

6、擴(kuò) 展。目前，信息技術(shù)正在實(shí)現(xiàn)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，各種技術(shù)正在實(shí)現(xiàn)改革與創(chuàng)新，5G技術(shù)的開發(fā) 具有下面這些與眾不同的特點(diǎn)：一是5G技術(shù)在實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與改革中，將用戶體驗(yàn)放在第 一位，要求在網(wǎng)絡(luò)平均吞吐率、傳輸速度、3D、互動(dòng)式游戲等新興移動(dòng)業(yè)務(wù)等各方面的應(yīng) 用得到大力提高，并將其作為5G技術(shù)提高的核心指標(biāo);二是5G技術(shù)不同于傳統(tǒng)的移動(dòng)通信 系統(tǒng)，不再局限于點(diǎn)到點(diǎn)的物理層傳輸和信道編譯碼等經(jīng)典技術(shù)，而將研究重點(diǎn)放在多點(diǎn)、 多用戶、多天線、多小區(qū)共同合作創(chuàng)建新的網(wǎng)絡(luò)方面，主要著力于體系構(gòu)架方面，力求有效 提高系統(tǒng)性能;三是室內(nèi)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)在各項(xiàng)業(yè)務(wù)中占據(jù)關(guān)鍵地位，因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)首先 考慮實(shí)現(xiàn)5G室內(nèi)

7、無線全覆蓋，提供更強(qiáng)的業(yè)務(wù)支撐能力，改變移動(dòng)通信系統(tǒng)過去那種“爭 取實(shí)現(xiàn)大范圍，室內(nèi)為輔”的設(shè)計(jì)理念;四是5G移動(dòng)通信系統(tǒng)中更大力應(yīng)用高頻段頻譜資源， 但因?yàn)楦哳l段無線電波的穿透能力有限，因此還需綜合應(yīng)用無線、有線、光載無線組網(wǎng)等技 術(shù);五是5G無線網(wǎng)絡(luò)還將加強(qiáng)開發(fā)研究“軟”配置，運(yùn)營商可以依據(jù)業(yè)務(wù)流量的不斷發(fā)展變 化而隨時(shí)對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行調(diào)整，可以有效節(jié)約網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本，防止發(fā)生能源浪費(fèi)現(xiàn)象。對于數(shù)消費(fèi)者而言，5G的價(jià)值在于它擁有比4g LTE更快的速度(峰值速率可達(dá)幾十Gbps)， 例如你可以在一秒鐘內(nèi)下載一部高清電影，而4G LTE可能要10分鐘。也正是因?yàn)檫@一得天 獨(dú)厚的優(yōu)勢，業(yè)界普遍認(rèn)為

8、5G將在無人駕駛汽車、VR以及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。和4G相比，5G的提升是全方位的，按照3GPP的定義，5G具備高性能、低延遲與高容量 特性，而這些優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在毫米波、小基站、Massive MIMO、全雙工以及波束成形這五 大技術(shù)上。毫米波眾所周知，隨著連接到無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量的增加，頻譜資源稀缺的問題日漸突出。至少就 現(xiàn)在而言，我們還只能在極其狹窄的頻譜上共享有限的帶寬，這極大的影響了用戶的體驗(yàn)。那么5G提供的幾十個(gè)Gbps峰值速度如何實(shí)現(xiàn)呢？眾所周知，無線傳輸增加傳輸速率一般有兩種方法，一是增加頻譜利用率，二是增加頻譜帶 寬。5G使用毫米波(26.5300GHz)就是通過第二種方

9、法來提升速率，以28GHz頻段為例， 其可用頻譜帶寬達(dá)到了 1GHz，而60GHz頻段每個(gè)信道的可用信號(hào)帶寬則為2GHz。在移動(dòng)通信的歷史上，這是首次開啟新的頻帶資源。在此之前，毫米波只在衛(wèi)星和雷達(dá)系統(tǒng) 上被應(yīng)用，但現(xiàn)在已經(jīng)有運(yùn)營商開始使用毫米波在基站之間做測試。當(dāng)然，毫米波最大的缺點(diǎn)就是穿透力差、衰減大，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，而小基站將解決這一問題。小基站 上文提到毫米波的穿透力差并且在空氣中的衰減很大，但因?yàn)楹撩撞ǖ念l率很高，波長很短， 這就意味著其天線尺寸可以做得很小，這是部署小基站的基礎(chǔ)?？梢灶A(yù)見的是，未來5G移動(dòng)通信將不再依賴大型基站的布建架

10、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。因?yàn)轶w積的大幅縮小，我們設(shè)置可以在250米左右部署一個(gè)小基站，這樣排列下來，運(yùn)營商 可以在每個(gè)城市中部署數(shù)千個(gè)小基站以形成密集網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)基站可以從其它基站接收信號(hào)并 向任何位置的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)然，你大可不必?fù)?dān)心功耗問題，雷鋒網(wǎng)之前曾報(bào)道過：小基 站不僅在規(guī)模上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于大基站，功耗上也大大縮小了。除了通過毫米波廣播之外，5G基站還將擁有比現(xiàn)在蜂窩網(wǎng)絡(luò)基站多得多的天線，也就是 Massive MIMO 技術(shù)。Massive MIMO現(xiàn)有的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

11、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(shí)從更多用戶發(fā)送和接收信號(hào)，從 而將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的容量提升數(shù)十倍倍或更大。MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)的意思是多輸入多輸出，實(shí)際上這種技術(shù)已經(jīng)在一 些4G基站上得到了應(yīng)用。但到目前為止，Massive MIMO僅在實(shí)驗(yàn)室和幾個(gè)現(xiàn)場試驗(yàn)中進(jìn) 行了測試。隆德大學(xué)教授Ove Edfors曾指出，“Massive MIMO開啟了無線通訊的新方向 當(dāng)傳統(tǒng)系統(tǒng) 使用時(shí)域或頻域?yàn)椴煌脩糁g實(shí)現(xiàn)資源共享時(shí)，Massive MIMO則導(dǎo)入了空間域(spatial domain)的途徑，其方式是在基地臺(tái)采用大量的天線以

12、及為其進(jìn)行同步處理，如此則可同時(shí) 在頻譜效益與能源效率方面取得幾十倍的增益。”毋庸置疑，Massive MIMO是5G能否實(shí)現(xiàn)商用的關(guān)鍵技術(shù)，但是多天線也勢必會(huì)帶來更多的 干擾，而波束成形就是解決這一問題的關(guān)鍵。波束成形Massive MIMO的主要挑戰(zhàn)是減少干擾，但正是因?yàn)镸assive MIMO技術(shù)每個(gè)天線陣列集成了 更多的天線，如果能有效地控制這些天線，讓它發(fā)出的每個(gè)電磁波的空間互相抵消或者增強(qiáng)， 就可以形成一個(gè)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(jìn)行傳輸， 不僅傳輸距離更遠(yuǎn)了，而且還避免了信號(hào)的干擾，這種將無線信號(hào)(電磁波)按特定方向傳 播的技術(shù)叫做波束成形(bea

13、mforming)。這一技術(shù)的優(yōu)勢不僅如此，它可以提升頻譜利用率，通過這一技術(shù)我們可以同時(shí)從多個(gè)天線 發(fā)送更多信息；在大規(guī)模天線基站，我們甚至可以通過信號(hào)處理算法來計(jì)算出信號(hào)的傳輸?shù)?最佳路徑，并且最終移動(dòng)終端的位置。因此，波束成形可以解決毫米波信號(hào)被障礙物阻擋以 及遠(yuǎn)距離衰減的問題。除此之外，雷鋒網(wǎng)(公眾號(hào)：雷鋒網(wǎng))最后要提到5G的另一大特色一一全雙工技術(shù)。全雙工 全雙工技術(shù)是指設(shè)備的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)占用相同的頻率資源同時(shí)進(jìn)行工作，使得通信兩端在 上、下行可以在相同時(shí)間使用相同的頻率，突破了現(xiàn)有的頻分雙工（FDD）和時(shí)分雙工（TDD） 模式，這是通信節(jié)點(diǎn)實(shí)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(shí)接收和發(fā)送，這無疑大大提升了頻譜效率。但是5G要使用這一顛覆