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[导读]5G网络相较于4G网络,具有更高的数据传输速率,能够支持更高的峰值速率,理论上峰值传输速率可以达到10Gbit/s,这比4G网络快了大约10到100倍。

5G网络的三大特点是:

高速率。5G网络相较于4G网络,具有更高的数据传输速率,能够支持更高的峰值速率,理论上峰值传输速率可以达到10Gbit/s,这比4G网络快了大约10到100倍。12

低时延。5G网络的时延非常低,其空口时延(即数据在网络中传输的时间)只有4G的1/5,这使得它能够支持如自动驾驶和远程手术等对实时性要求极高的应用。3

大连接。5G网络能够支持更大规模的设备连接,每平方公里可以支持上百万个设备的连接,远高于4G网络的能力,这为物联网应用的发展提供了可能。

这些特性使得5G不仅能够提升移动互联网用户的体验,还能支持更广泛的物联网应用,推动工业自动化和智能城市的发展。

5g具有高速率、超大连接、超低时延三大特性。5g的一个特点就是高频,受限于高频的传播性能,所以很多的高频段频率资源没有被使用,这正是5g可以好好利用的资源;在实际应用中,5g网络的速率是4g网络10倍以上。5g通过对帧结构的优化设计,将每个子帧在时域上进行缩短从而在物理层上进行时延的优化;5g网络的出现,使时延降到更低,会为更多对时延要求极致的应用提供生长的土囊。

第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology,简称5G)是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术,5G通讯设施是实现人机物互联的网络基础设施。该技术旨在大大提高无线网络的速度和响应能力。

借助 5G,通过无线宽带连接传输的数据可以以数千兆位的速度传输,据估计,潜在峰值速度高达每秒 20 千兆位 (Gbps)。这些速度超过了有线网络速度,并提供 1 毫秒 (ms) 或更低的延迟 ,这对于需要实时反馈的应用程序非常有用。

5G作为一种新型移动通信网络,不仅要解决人与人通信,为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频等更加身临其境的极致业务体验,更要解决人与物、物与物通信问题,满足移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等物联网应用需求。最终,5G将渗透到经济社会的各行业各领域,成为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施。

5g的三个特性

1、高速率:

5G可以说是站在巨人的肩膀上,依托4G良好的技术架构,5G可以比较方便的在其基础之上构建新的技术。未来的5G愿景最强烈的一个方面就是用户体验到的网络速率。4G现在已经很快了,但是还不够,5G要做到的目标是最大10Gbps。在实际应用中,5G网络的速率是4G网络10倍以上。

现在的移动网络工作在相对较低的频段,低频段的好处的是传播性能优越,可以使运营商用较少的成本(少量基站)达到很好的覆盖。但是有一点不足就是低频段的连续频率资源非常宝贵,在国外各大运营商会通过竞标的方式购买频段的使用权,而在我们国家是政府分配。

在4G LTE中单个载波最大的频率范围是20MHz,通过载波聚合技术可以将多个非连续的载波合起来使用达到更高的速率,但是这样还依然不够。

5G的一个特点就是高频,受限于高频的传播性能,所以很多的高频段频率资源没有被使用,这正是5G可以好好利用的资源。

但是如何解决高频通信的传播问题呢?这就轮到大规模天线(massive MIMO)登场的时候了,高频资源的频率很高,波长就很短(毫米波),那么在天线设计的时候可以做到天线阵子和他们之间的距离很小,就可以在很小的范围内集成天线阵列。天线阵子数量的增加可以带来额外的增益,结合波束赋形,波束追踪技术以弥补高频通信在传播上的受限。

2、大容量:

物联网这个话题最近几年来一直占据着热门,但是受限于终端的功耗以及无线网络的覆盖,广域物联网仍处于萌芽的状态,伴随着5G网络的出现,可以预见未来它必将大热。

5G将会通过什么技术手段来支持物联网技术的发展呢?首先看看它将如何解决物联网技术的核心问题:功耗问题是困扰着物联网技术发展的最大障碍,因为物联网的节点太多,而且由于很多条件的限制,终端没有办法充电,只有通过初次装入电池,寄希望于终端自身能够节省电能,使用越久越好。

为了解决这个问题3GPP专门推出了针对广域物联网的窄带物联网技术,通过限定终端的速率(物联网终端对通信的实时性一般不高),降低使用带宽,降低终端发射功率,降低天线复杂度(SISO),优化物理层技术(HARQ,降低盲编码尝试),半双工使终端的耗电量降低。

而5G还会在这个基础上走得更远,通过降低信令开销使终端更加省电,使用非正交多址技术以支持更多的终端接入。

3、低时延高可靠:

LTE网络的出现使移动网络的时延迈进了100ms的关口,使对实时性要求比较高的应用如游戏,视频,数据电话成为可能。而5G网络的出现,将会使时延降到更低,会为更多对时延要求极致的应用提供生长的土囊。

降低时延的技术原理:LTE中的一个TTI是1ms,而5G将通过对帧结构的优化设计,将每个子帧在时域上进行缩短从而在物理层上进行时延的优化。相信在后期5G信令的设计上也会采用以降低时延为目标的信令结构优化。

5G网络的三大特点:(推荐学习:PHP视频教程)

超高速率,不仅仅是一秒钟下载30部电影这么简单,VR、AR云技术将与生活无缝对接;

超可靠低时延,让无人驾驶、远程手术不再遥远;

超大数量终端网络,将形成更广阔和开放的物联网,让智慧家居、智慧城市成为可能。

超高速率方面,5G网络下的峰值速率的下行可以达到20Gbit/s,上行速率可以达到10Gbit/s。这是什么概念呢?直接与4G网络对比一下就知道了。在4G网络的峰值速率下,下行是1Gbit/s。也就是说5G的速度是4G的20倍,其带来的使用体验改变可不是简单的速度稍微有点快这么一点。

超可靠延方面,实际我们目前经常听说5G的应用场景——自动无人驾驶,为什么会是自动无人驾驶呢?一方面,无人驾驶要求极低的时延要求,就像我们开车时发现情况要踩刹车,普通人的反应速度是0.4秒,也就是400毫秒之间,而5G情况下只要1毫秒就可以反应了。所以5G的这个超低时延特性可发挥的场景就多了。

继续用无人驾驶来说,它们能够自动、快速、交替地通过十字路口,凭什么呢?简单而言就是车与车之间的联网,除过上述说过的超高速率、超低时延属性要求外,还有超大数量终端网络。在5G网络下,它的标准是每平方公里可链接100万台设备。想想这个数字密度,所有车在同一网络下自然可以使自动驾驶得到更发孤一种体验。同时这也是物联网的应用场景。

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