5G-离我们有多远?

2017-05-10

第五代移动通信系统(英语:5th generation mobile networks或5th generation wireless systems),简称5G,指的是移动通讯技术第五代,也是4G之后的延伸,目前正在积极研发中,且目前还未有任何电信公司或标准订定组织(像3GPP、WiMAX论坛及ITU-R)的公开规格或官方文件有提到5G。

Mobile World Congress 2017 - Key note: The Fourth Industrial Revolution – Rajeev Suri

规格
下一代移动网络联盟(Next Generation Mobile Networks Alliance)定义了5G网络的以下要求:
• 以10Mbps的数据传输速率支持数万用户;
• 以1Gbps的数据传输速率同时提供给在同一楼办公的许多人员;
• 支持数十万的并发连接以用于支持大规模传感器网络的部署;
• 频谱效率应当相比4G被显著增强;
• 覆盖率比4G有所提高;
• 信令效率应得到加强;
• 延迟应该显著相比LTE被降低。
下一代移动网络联盟认为,5G应在2020年陆续推出,以满足企业和消费者的需求。除了提供简单的更快的速度,他们预测5G的网络还需要满足新的使用案例的需求,如物联网(网络设备建筑物或Web访问的车辆),以及广播类服务和在发生自然灾害的时候的生命线通信。

5G相比4G的技术创新
5G相比4G的技术创新如下
• 5G将采用512-QAM或1024-QAM更高的资料压缩密度调变/解调变器,目前4G使用256-QAM或64-QAM的调变以压缩传输资料,因此频谱效率每Mbps/100MHz的利用效率更高提高更多传输速率。
• 5G将采用28GHz毫米波通讯,目前4G是用700MHz、900MHz、1800Mhz、2600Mhz等低频段,虽然电波延射能力比较高但是在低频上频谱资源就却相当有限,在高频的毫米波大多是军用战斗机雷达或测速照相等少数装置,频谱宽度更高,而且更容以找到连续频谱,代表空白频谱将会非常容易取得。
• 波束指向配合多输入多输出MIMO相控阵列天线, MIMO多输入多输出利用电磁波的空间多工和路径不同多天线系统提高传输速率,类似在军用领域的技术将延伸出的商用技术版本
• 波束自适应和波束成形,能够提高特定方向的波瓣优化传输距离
• 新材料将使用GaN氮化镓或是GaAs砷化镓材料的RF射频天线和功率放大器,此材料的RF射频天线能在更高的频段有更高的能源效率,代表装置比较省电。
• 为了适应工业物联网无人驾驶汽车、商用无人机等新技术的应用,网络延迟时间将降低到1ms以下
虽然5G延伸向下4G设备,5G更像是一种全新的网络

发展
由于5G技术将可能使用的频谱是28GHz及60GHz,属极高频(EHF),比一般电讯业现行使用的频谱(如2.6GHz)高出许多。