5g冷知识(5g知识普及知乎)(5g相关知识)

互联网- 2023-09-09 16:57:39

知乎知识库 5G

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本文目录

  1. 5g技术
  2. 5G的物理知识
  3. 5g基础知识
  4. 5g的5个关键技术

5G候选技术有如下6个方面:

1、极致增密

网络增密不是新技术,在3G网络刚一开始遇到拥堵问题时,移动运营商就意识到需要在系统或多个扇区引入新的蜂窝(cell),这带动了smallcell等多种类似产品的兴起,这一技术本质上是把接入点移到离用户更近的地方。简单来说,基本上是没有其他方式来大幅增加整个系统或整个网络的容量。

5G网络很可能是由多层连接组成,也就是说不同大小、类型小区构成的异构网络:对数据连接速率要求低的区域用宏站层覆盖,对传输速率要求高的区域用颗粒层覆盖,中间再穿插其他的网络层。网络部署和协调是主要的挑战,因为运营商需要以指数级增长网络层。

2、多网协同

未来会有多张网络一起为用户终端提供连接:移动蜂窝、WiFi、终端对终端连接等等。5G系统应该能紧密协调这些网络,为用户提供不中断的顺畅体验。目前,协同多张网络仍然是一个相当大的挑战。Hotspot2.0与下一代Hotspot的案例会是蜂窝与WiFi集成的一个参考。5G能否让终端设备在几张网络间顺利切换,还有待观察,如何无缝地从一张网络切到另一张上的确是一个最大的挑战。

3、全双工

所有现有的移动通信网络都依赖双工模式来管理上传和下载,有时分双工,有频分双工,比如说LTEFDD,其上行和下行需要两个单独的信道,而TDD呢,无论上行还是下行都采用同一个信道,只是时隙不同。

要想协调好上下行,双工模式肯定是必不可少的,但全双工技术现在仍在讨论中。如果采用这个技术方案,终端设备可同时发送和接收信息,这就有可能使现有的FDD和TDD系统容量翻番。

当然这项技术也存在巨大的挑战:需要从根本消除自干扰,网络和设备都需要巨大变化。如果克服这些挑战,整个网络容量将实现巨大增幅。

4、毫米波

现在,450MHz–2.6GHz的低频段频谱几乎已全部用于移动通信了,好在仍然有很多高频段频谱可用,这部分频谱有的高达300GHz。自然,相比运营商熟悉的低频段频谱,如何应用好这些高频段频谱,所面临的技术挑战也复杂很多,比如说频段越高,建筑物穿透就越困难,只是一面简单的墙就能成为毫米波信号的穿透障碍。

不过,还有一些高频段的GHz频谱已有占用:短距离、点对点、可视范围连接等等,它们用来为无线连接提供了更高的速率。

毫米波可以用于室内smallcell(这也符合以上提到的网络增密),为一些密集区域提供高速连接。毫米波的高频段特

知识点1:无论是4G还是5G,用的都是电磁波。1831年出生于苏格兰的物理学家麦克斯韦用电磁场理论(物理学史上最伟大的发现之一)预言了电磁波的存在,并测得电磁波在真空中的速度为30万公里/秒。而后,赫兹在实验中发现了电磁波的存在,证实了麦克斯韦的预言。

电磁波是一种横波,其传播过程波不需要介质参与(其本身就是一种物质),可以像其他横波一样发生偏振,也可以发生衍射、干涉以及产生多普勒效应。其中波长越长的波越容易发生衍射。

通过电磁振荡产生的电磁波(也叫无线电波)为人类的信息交流提供了又一种方式。无线电波就像列车一样(当然速度快得多得多),将信号搭载到远方。知识点2:5G比4G上传和下载数据的速度快,是因为5G所用的电磁波频率更高。

根据信息论的研究,电磁波的频率越高,相同时间传递的信息量越大。可以简单的认为频率越高,载波充储信息的空间越大,运力越高。

比如电报用的是30MHz以下的无线电波,只能传递文字,而想要传递声音信息的广播就要用30MHz以上的波了,而卫星电视所需要传递的信息更多,所需要的电磁波频率也要更高。

简单来讲,5G就是第五代通信技术。

??5G三大特征:大带宽,低时延,万物互联。

??5G主要特点:波长为毫米级。

??5G的基础:NB-IoT。

关键技术1:高频段传输。

移动通信传统工作频段主要集中在3GHz以下,这使得频谱资源十分拥挤,而在高频段(如毫米波、厘米波频段)可用频谱资源丰富,能够有效缓解频谱资源紧张的现状,可以实现极高速短距离通信,支持5G容量和传输速率等方面的需求。

关键技术2:新型多天线传输。

多天线技术经历了从无源到有源,从二维(2D)到三维(3D),从高阶MIMO到大规模阵列的发展,将有望实现频谱效率提升数十倍甚至更高,是目前5G技术重要的研究方向之一。

关键技术3:同时同频全双工。

最近几年,同时同频全双工技术吸引了业界的注意力。利用该技术,在相同的频谱上,通信的收发双方同时发射和接收信号,与传统的TDD和FDD双工方式相比,从理论上可使空口频谱效率提高1倍。

关键技术4:D2D。

传统的蜂窝通信系统的组网方式是以基站为中心实现小区覆盖,而基站及中继站无法移动,其网络结构在灵活度上有一定的限制。

关键技术5:密集网络。

在未来的5G通信中,无线通信网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向演进。随着各种智能终端的普及,数据流量将出现井喷式的增长。

关键技术6:新型网络架构。

目前,LTE接入网采用网络扁平化架构,减小了系统时延,降低了建网成本和维护成本。未来5G可能采用C-RAN接入网架构。

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