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为什么5G比4G快

日期: 2019-11-11
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  事实上不是“5G比4G要快”,而是“为了比4G快,提出了5G”。3G以后的每一代无线通信都是先提出目标,然后再考虑系统设计和技术选用。

为什么5G比4G快

  所以我们可以看看4G与5G所提出关于“快”的定义(目标)分别是什么:大概可以理解为传输速率快,传输延迟低。

为什么5G比4G快

  一、传输速率快

  那就很容易理解咯,我们在5G也会采用同样的方式来提高数据传输速率: 提升频带宽度和提升信噪比。具体起来就是:

毫米波(提升频带宽度);

更先进的波束赋形(提升信噪比);

超大规模天线,全双工无线(提升频带宽度和信噪比,空域)。

  二、传输延迟低 

我们这里说的延迟是round-trip latency,大概可以理解为数据在接入网和核心网中往返所需的总时间。因为无线电的传播速度是相对固定的,无法压缩,所以有两种方法降低:降低信令损耗和压缩网络处理过程。 降低信令损耗的方式就是尽量减少不必要的信令,比如

通过全双工技术减少信道估计时间。

因为毫米波的多普勒扩展很少,所以可以缩减OFDM信号的CP前缀,压缩OFDM帧长度。

通过网格化设计毫米波基站,降低干扰和时延。

  压缩网络处理,形象理解就是扁平化公司等级,把决策权力下放。这样“向上汇报”次数少了,就会显著降低网络中不必要的开销。这其它答主也有提到。

  标准的压缩核心网方式,就是“不经过不必要的处理单元”,换句话是控制结构和数据传输结构分离。当然现在还有很多其他的解决方案。一种比较好的压缩网络结构思路是现在学术界很火热的“fog computing”雾计算,就是把一些重复性计算工作下放,用无线接入端(基站等)做计算处理单元。

  这样就可以当做一种另类的“计算缓存”,大大降低网络延迟。另外一种是非常正统的,当然也是非常热的研究方向'wireless caching”无线缓存,这种思路是缓存内容,以降低传输延迟。

 这些就是5G中的延迟部分进展,主要是MAC层技术,大概在讲怎么有效调度资源,怎么降低时延。

  5G中还有其他很多不同的指标,比如“降低能量损耗”,“提高用户服务质量”,“提高小区容量”,这是每一句话都是一个非常大的话题,背后有很多研究所,很多大学都做出了非常棒的工作,其中的每个小领域都有很多人在研究,但是因为跟问题无关我就不仔细介绍了。

所以,您也可以看到,5G是通信产业界和学术界联合运作的结果,标准组织(产业界)提指标,选择合适技术和指导技术方向,研究机构和大学提出解决方案,完善技术路线(当然,时间顺序并不一定是这样的)。如果解决方案中有瑕疵,那么学术界继续完善,最终达到性能指标。


产业和学术一起合力,最后才是完整的5G。






   




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