出品:科普中国
制作:北京燕清联合文化产业发展中心
监制:中国科学院计算机网络信息中心
中国在广州大学城开展5G外场测试 , 开通了首个5G基站 , 使得5G离我们更近了 。 同时 , 此次开通也被视为对即将到来的2017世界移动大会的迎接 。
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那么 , 5G到底离我们有多近呢?按照中国移动的5G时间表 , 2017年、2018年将分别启动外场试验 , 并开展面向商用化规模试验 , 预计2020年完成5G规模商用 。
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4G我们还没用够 , 5G竟然就要来了!到底什么是5G通信呢?5G网络的开发速度如此之快 , 它所需的关键技术有哪些呢?相比起4G , 它有哪些优点 , 会带来什么样的变革呢?
5G通信:再也不用怕人多网速慢了!
5G , 顾名思义是第五代通信技术 , 3GPP定义了5G三大场景:
增强型移动宽带——使用的人再多都能保证你上网速度“杠杠滴”!按照计划能够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 , 可实现每平方公里数十Tbps的流量密度 。
海量物联网通信——让“万物互联”!第五代通信技术不仅能够将医疗仪器、家用电器和手持通讯终端等全部连接在一起 , 还能面向智慧城市、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 , 并提供具备超千亿网络连接的支持能力 。
低时延、高可靠通信——主要面向智能无人驾驶、工业自动化等需要低时延高可靠连接的业务 , 能够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 。
总而言之 , 相比于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 , 最终实现万物互联 。
实现5G的两大关键技术如此“优秀”的5G是怎么样实现的呢?它需要什么关键技术呢?
1、大规模MIMO技术
MIMO技术是无线通信天线技术的一种 , 是Multiple-Input Multiple-Output的简称 , 即多路输入多路输出技术 。 简单来说 , 这项技术就是将基站的单天线换为由多天线构成的天线阵列 , 然后与具有多天线的移动台进行通信 。
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其通信原理是 , 把一份资料分割成多份 , 通过多重天线同步传送 , 由于传输信号在传送过程中可能会发生干扰 , 传输信号选择不同的反射或者穿透路径来避免 。 路径不同可能造成到达接收端的时间不一致 。 为了防止资料因为时间延误而无法重新组合 , 接收端也会具备多重天线接收信号 。
最终 , 利用一种算法将分开的资料重新整合 , 这样便可以正确且快速地传输资料流 , 从而大幅度地提升频谱利用率 。
2、多载波技术
载波 , 是指载有数据特定频率的无线电波 。 多载波即是采用多个载波信号(将信道分成若干正交子信道) , 将需要传输的数据信号转换成并行的低速子数据流 , 然后调制到在每个子信道上进行传输 。
采用多载波技术主要是为了配合大规模MIMO技术 , 其具有频谱效率高、灵活性强以及复杂度低等特点 。
5G为物联网而生
在这么复杂、高大上的技术支持下 , 5G实现后 , 将带来两大革命性变化:一是使万物互联 , 二是催生电信业的巨变 。
首先 , 5G为何能助力万物互联的实现?
有人说 , 5G技术是为物联网而生 。 它拥有更大的容量和更快的数据处理速度 , 通过手机、可穿戴设备和其它联网硬件推出更多的新服务将成为可能 。
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