Page 31 - 网络电信2018年9月刊下
P. 31
图1 移动通信的技术演进图 度，接近有线延迟，具有统一QoE的无所不在的连接性，以及支
持大量设备同时连接的能力，所有这些工作齐心协力为用户提
供沉浸式体验。未来的5G系统通过引入毫米波系统、高密度微
基站、先进MIMO和D2D等新技术实现了大规模提升无线通信系统
网络容量。
1、毫米波
3GPP为5G定义的空中接口被称为新无线电，并且该规范
被细分为两个频段FR1（＜6GHz）和FR2（毫米波），每个都具
有不同的能力，频率范围1（＜6GHz）为FR1定义的最大信道
带宽是100MHz。从3GPP版本10开始，LTE支持100MHz载波聚合
（5×20MHz信道）频率范围2（24~86GHz），为FR2定义的最大
信道带宽是400MHz，在3GPP版本15中支持两个信道聚合。此配
置可支持的最大PHY速率约为40Gbps。
2、MIMO矩阵
MIMI矩阵应用于6GHz和毫米波的频段上可以增强覆盖及降
图2 5G的超高速率 低功耗，从2×2提高到了目前4×4MIMO。更多的天线也意味着
占用更多的空间，要在空间有限的设备中容纳进更多天线显然
不现实，只能在基站端叠加更多MIMO。MIMO矩阵使用大量的天
线和多用户MIMO（MU-MIMO）来增加扇区吞吐量和容量密度。每
个天线被单独控制，并且可以嵌入无线收发组件。
3、微基站
5G网络是一个超复杂的网络，在2G时代，几万个基站就可
以做全国的网络覆盖，但是到了4G中国的网络超过500万个。而
5G需要做到每平方公里支持100万个设备，这个网络必须非常密
集，需要大量的小基站来进行支撑。5G系统期望利用更高的频
率来利用毫米波频带中的巨大带宽。因此，毫米波的相当高的
传播损耗使得它适合于密集的小单元部署，从而导致更高的空
个方向发展，WiMAX（IEEE802.16-2005）移动无线宽带接入标
间重用。
准，在20MHz宽信道上提供128Mbps下行链路和56Mbps上行链路 4、D2D
的峰值数据速率；4GLTE技术是目前4G应用最广的技术，LTE在
设备到设备通信是一种基于蜂窝系统的近距离数据直接传
下行链路中具有高达100Mbps的理论净比特率容量，并且如果使 输技术。它可以提高频谱效率并减少5G的端到端延迟。D2D设备
用20MHz信道，则在上行链路中具有50Mps，如果使用多输入多
可以在不依赖蜂窝网络的情况下，在彼此接近的情况下直接彼
输出（MIMO），即天线阵列，则能提供更高的速率。 此通信。蜂窝网络引入D2D通信，可以减轻基站负担，降低端到
2、5G时代 端的传输时延，提升频谱效率，降低终端发射功率。通过这种
5G代表了新一代的移动网络，具有极低延迟到超高带宽以 方式，高级D2D通信与IoT服务很好地对齐,在没有蜂窝基站的情
及广泛连接等特点。5G技术标准化制定仍在进行中，国际电信
况下家用电器相互通信，用于家庭自动化服务。邻近区域中的
联盟（ITU）将是发布最终标准的标准机构，该标准也被称为国 许多对象可以彼此连接，从而可以完成IoT服务。
际移动通信（IMT）-2020。随着我们接近2020，5G的视觉变得
越来越清晰。大多数专家表示，5G将以20Gbps或更高的速度快 三、5G的应用
速地出现网络速度，并且延迟时间仅为毫秒。人们不仅会互相
未来的设备将能够保持网络连通性，而不管时间和位置，
联系，而且机器、汽车、城市基础设施、公共安全等等也会互 并且能够在没有人为干预的情况下与其他设备通信。5G系统设
相联系。
计的基本结构是支持每平方公里多达百万个的同时连接，使各
5G可能会被设计为建立在现有LTE网络上，并且许多特性将 种机器机器服务包括无线计量、移动支付和远程医疗。智能设
作为LTE高级PRO标准的一部分开始使用。其中一些特性包括载
备将在后台自主地进行通信，并彼此共享信息。这种无处不在
波聚合，这使得运营商能够更有效地使用现有频谱，并且还增 的连接性是5G服务的基本原则——将真正实现物联网服务，反
加了网络容量。载波聚合也将允许无线运营商增加用户吞吐量
过来，它将通过几乎所有的连接来深刻地改变人类的生活。
率。
1、增强型移动宽带
5G时代将迎来高速移动带宽的连接，从目前的百兆级到
二、5G关键技术 达千兆级别，其理论峰值速度甚至可以超过目前使用的家用宽
5G技术的突破性创新将使未来的网络达到前所未有的速
带，当移动带宽速度达到GE级别时，高清4K视频、VR/AR/虚拟
网络电信 二零一八年九月 47
