5G通信相对于4G通信到底有哪些技术进步?中国掌握了哪些5G通信关键技术?

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5G通信相对于4G通信的进步

5G指的是第五代通信技术,具有连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接、低时延高可靠性等特点,而这些就是5G通信相对于4G通信的最显著进步。

热点高容量指的是在人口密集区为用户提供1Gbps用户体验速率和10Gbps峰值速率;在流量热点区域,可实现每平方公里10-100Tbps的流量密度。也就是在人口高度密集的区域,再也不用担心因为过多4G用户同时使用网络而导致网速下降或者网络拥堵了。

低功耗大连接能够提供具备超千亿网络连接的支持能力,满足100万/km2连接数密度指标要求。这项功能主要面对面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景。

低时延高可靠指的是为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。这主要是面向自动驾驶、工业4.0等行业的特殊应用需求。

从中可以看出,相对于4G通信,5G通信能够提供覆盖更广泛的信号,而且上网的速度更快、流量密度更大,同时还将渗透到物联网中。换言之,就是万物互联。

中国掌握了哪些5G关键技术

由于5G通信标准依然在制定过程中,诸多技术也在发展,而且对于某些技术是否会成为5G通信的关键技术也存在争议,就此简单介绍下业界比较看好的一些关键技术。

首先是多址。多址技术指的是解决多个用户同时和基站通信的问题,怎么来分享资源的技术,在5G标准争夺战中,多址是一个很关键的争夺点,现在流行看法就是NOMA,不过也有学者持不同看法。

其次是编码。编码有长码和短码组成。在去年,中国厂商(华为)主推的Polar与欧洲主推的Turbo2.0、美国主推的LDPC开展了eMBB场景长码和短码方案的争夺。美国企业斩获了eMBB场景的长码和短码的编码信道(用来增强数据在信道中传输时抵御各种干扰的能力),中国企业获得eMBB场景短码的控制信道(主要用于传输指令操作下级网络设备)。虽然在eMBB场景编码技术的博弈中,中国主推的Polar逊色于美国主推的LDPC一筹,但相对于毫无斩获的Turbo2.0还是要强不少。

最后是多天线技术。多天线是一种增加容量的技术,现在业界比较看好的是MIMO技术,大规模MIMO技术不仅能够在不增加频谱资源的情况下降低发射功率、减小小区内以及小区间干扰,还能实现频谱效率和功率效率在4G 的基础上再提升一个量级。此外,射频调制解调技术、软频率复用技术也有望成为5G通信的关键技术,特别是软频率复用方面的重量级专利掌握在华为的手中。

总体来说,中国在多项5G关键技术上取得重要突破,一些技术已经进入测试验证阶段。在最近,展讯第一版使用FPGA的原型机Pilot V1已完成与华为的对接实验,第二版原型机计划带宽将提高到100M,并于2017年下半年与系统厂商进行对接。

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