5G移动无线技术

朗锐智科

5G移动蜂窝通信系统提供比前几代移动通信系统高得多的性能。

新的5G技术不仅仅是下一代移动通信版本，是从1G发展到2G，3G，4G和现在的5G。以前的系统的发展更多地取决于最新技术可以做到的事情。新的5G技术则是受特定用途广告应用的推动。5G的需求是为各种应用提供无处不在的连接，如汽车通信，触觉式反馈远程控制，大量视频下载，以及远程传感器等极低数据速率应用，以及所谓的物联网，5G移动无线技术。

5G标准化

用于蜂窝系统的5G技术的当前状态非常处于早期开发阶段。很多公司正在研究可用于成为系统一部分的技术。除此之外，一些大学还设立了5G研究单位，专注于开发5G技术

除此之外，标准组织，特别是3GPP已经意识到了这一发展，但尚未积极规划5G系统。

许多用于5G的技术将开始出现在用于4G的系统中，然后随着新的5G蜂窝系统开始以更具体的方式制定，它们将被整合到新的5G蜂窝系统中。

5G技术的主要问题是需求的变化范围非常广泛：对于物联网的超低速下载到小数据要求，任何一个系统都无法满足这些需求。因此，可能采用层方法。正如一位评论员所说：5G不仅仅是一种移动技术。它无处不在地访问高和低数据速率服务。

5G蜂窝系统概述

随着不同代的蜂窝电信的发展，每一个都带来了自己的改进。5G技术也是如此。

第一代，1G：   这些手机是模拟的，是第一款使用的手机或手机。尽管他们的时代具有革命性，但他们提供的频谱效率和安全性水平非常低。

第二代，2G：   这些基于数字技术，提供更好的频谱效率，安全性和新功能，如文本消息和低数据速率通信。

第三代，3G：   该技术的目的是提供高速数据。原始技术得到了增强，可以提供高达14 Mbps甚至更高的数据。

第四代4G：   这是一种基于全IP的技术，能够提供高达1 Gbps的数据速率。

任何新的第5代5G蜂窝技术都需要比以前的系统提供显着的增益，以便为移动运营商投资任何新系统提供足够的商业案例。

5G技术可能会出现的设施包括更好的连接和覆盖水平。世界无线网络这一术语或WWWW正在为此创造。

对于能够实现这一目标的5G技术，将需要新的连接方法，因为前几代的主要缺点之一是缺少覆盖，掉线和小区边缘的低性能。5G技术需要解决这个问题。

5G要求

随着标准组织的工作向前推进，移动通信系统的超越规范已由国际电联定义为IMT2020的一部分。

目前商定的5G标准总结如下：

推荐的5G无线性能
参数	建议的表现
峰值数据速率	每个移动基站至少20Gbps下行链路和10Gbps上行链路。这表示LTE上的下行链路增加了20倍。
5G连接密度	每平方公里至少有100万台连接设备（支持物联网支持）。
5G移动性	0km / h到“500km / h高速车辆”通道。
5G的能源效率	5G规范要求无线接口在负载时能效，但在不使用时也会迅速进入低能耗模式。
5G频谱效率	30bits / Hz下行链路和15 bit / Hz上行链路。假设8x4 MIMO（8个空间层向下，4个空间层向上）。
5G实际数据速率	规范“仅”要求每用户下载速度为100Mbps，上传速度为50Mbps。
5G延迟	在理想情况下，5G网络应该为用户提供仅4ms的最大延迟（相比之下，LTE为20ms）。

5G通信系统

5G移动蜂窝通信系统将是移动通信网络运行方式的重大转变。为实现这一目标，需要一个全新的无线接入网络和一个新的核心网络来提供所需的性能。

5G新无线电，5G NR：   5G新无线电是5G无线接入网络的新名称。它由新无线电接入网络所需的不同元素组成。使用更加灵活的技术，该系统能够响应移动用户的不同和不断变化的需求，无论他们是小型物联网节点，还是高数据用户，固定或移动用户。

5G NextGen核心网：   尽管5G的初始部署将利用LTE或甚至3G网络的核心网络，但最终目标是拥有一个能够处理更高数据量同时能够提供更多数据的新网络较低的延迟水平。

5G技术

正在讨论和开发许多新的5G技术和技术以包含在5G标准中。

这些新技术和新技术将使5G能够提供更灵活，更动态的服务。

为5G开发的技术包括：

毫米波通信：   在频谱中使用频率更高的频率可以打开更多的频谱，并且还可以提供更宽的信道带宽 - 可能是1-2 GHz。然而，这对手机开发提出了新的挑战，目前使用的最大频率约为2 GHz，带宽为10 - 20 MHz。对于5G，正在考虑50GHz以上的频率，这将在电路设计，技术以及系统使用方式方面提出一些真正的挑战，因为这些频率不会走得太远并且几乎完全被障碍物吸收。不同的国家正在为5G分配不同的频谱。

波形：   感兴趣的一个关键领域是可以看到的新波形。OFDM已经在4G LTE以及许多其他高数据速率系统中非常成​​功地使用，但是在某些情况下它确实存在一些限制。正在讨论的其他波形格式包括：GFDM，广义频分复用，以及FBMC，滤波器组多载波，UFMC，通用滤波多载波。没有完美的波形，并且可能使用OFDMA形式的OFDM，因为这提供了优异的整体性能，而不会在所需的处理水平上过重。

多路访问：   再次针对5G技术正在研究各种新的访问方案。已经提到了包括OFDMA，SCMA，NOMA，PDMA，MUSA和IDMA的技术。如上所述，似乎最可能的格式可能是OFDMA

具有波束控制的大规模MIMO：   尽管MIMO正在从LTE到Wi-Fi等的许多应用中使用，但天线的数量相当有限。使用微波频率开辟了在单个设备上使用数十个天线的可能性，由于天线尺寸和波长方面的间距而成为可能。这将使得能够操纵光束以提供增强的性能。

密集网络：   减小小区的大小可以更有效地利用可用频谱。需要确保宏网络中的小小区和作为毫微微小区部署的小小区能够令人满意地运行的技术。在向网络添加大量附加小区方面存在巨大挑战，并且正在开发技术来实现这一点。

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