5G网络速度的爆炸性提升主要是由于以下几项技术:
1、毫米波技术:
传统的4G网络通信频率集中在3KHz-6GHz的频段,而随着通信设备的数量的增加(2020年预计将有500亿台设备需要接入无线网络),带宽不够分配,网络变得拥挤,网速会越来越慢。毫米波技术将可用频谱从6GHz扩展到300GHz,将带宽扩展了上百倍,大大提高了可承载的设备数。同时,在频谱分配上,将日常用户的使用频段(24GHz-40GHz)和关键业务,例如自动驾驶、远程医疗等对网络延迟非常敏感的应用的使用频段(60GHz-70GHz)区分开,避免了相互之间的干扰。如此在5G时代,不仅网速大幅提升,网络延迟也会大幅降低。
2、Massive MIMO(大规模多输入多输出)技术:
解决了在局部地区大规模设备同时联网的问题。预计到2020年,需要联网的设备将达到人均8台,在市中心、体育场等场景,联网设备将会非常密集。相信很多同学都会有看演唱会发朋友圈,手机网络却非常慢的经历。而Massive MIMO技术将支持每平方公里多达100万台设备的同时连接,这是目前的4G网络无法实现的。而如此密集的天线会导致信号波之间相互干扰,甚至会导致数据的损坏和丢失,因此5G的实现还需要下面讲到的3D波束成形和小型基站技术。
3、3D波束成形技术:
传统的无线信号是通过广播的形式来发射,没有固定的信号发射方向,足够多的信号同时存在会导致通信环境变得很差。而5G时代将采用3D波束成形技术,使信号能够定时、定点、定向发送,像舞台上的聚光灯一样,确保信号精确传输到正确的设备。为了实现信号的定向发送,需要特殊的阵列天线,需要天线的数量足够多,通过控制不同天线的发射相位,精准地控制信号发射的方向。
4、小型基站:
高频信号非常容易被大气和其它障碍物吸收,因此5G信号基本只能支持短距离的通信,也就是所谓的“视距通信”,为了实现全区域的网络覆盖,我们需要大幅提高基站的数量和密度,确保信号覆盖无死角。小型基站是非常好的解决方案,使基站的部署更加快捷,不受场景、位置的限制。
5、全双工:
解决了电磁互易性问题才能实现真正的全双工。目前的蜂窝网络中,根据电磁互易性原理,手机的发射器和接收器不能同时工作在相同频率,否则自身发射的信号会对自身的信号接收产生极强的自干扰。目前为止,不管是频分双工还是时分双工,都是以牺牲频谱或效率为代价的,无法实现真正的全双工。5G的全新技术将有望实现真正的全双工,频谱利用率达到目前的2倍,在频谱保持不变的情况下,支持两倍数量的设备。转载自知乎大神