Ⅰ 5g技術有哪些
5G候選技術有如下6個方面:
1、極致增密
網路增密不是新技術,在3G網路剛一開始遇到擁堵問題時,移動運營商就意識到需要在系統或多個扇區引入新的蜂窩(cell),這帶動了small cell等多種類似產品的興起,這一技術本質上是把接入點移到離用戶更近的地方。簡單來說,基本上是沒有其他方式來大幅增加整個系統或整個網路的容量。
5G網路很可能是由多層連接組成,也就是說不同大小、類型小區構成的異構網路:對數據連接速率要求低的區域用宏站層覆蓋,對傳輸速率要求高的區域用顆粒層覆蓋,中間再穿插其他的網路層。網路部署和協調是主要的挑戰,因為運營商需要以指數級增長網路層。
2、多網協同
未來會有多張網路一起為用戶終端提供連接:移動蜂窩、WiFi、終端對終端連接等等。5G系統應該能緊密協調這些網路,為用戶提供不中斷的順暢體驗。目前,協同多張網路仍然是一個相當大的挑戰。Hotspot 2.0與下一代Hotspot的案例會是蜂窩與WiFi集成的一個參考。5G能否讓終端設備在幾張網路間順利切換,還有待觀察,如何無縫地從一張網路切到另一張上的確是一個最大的挑戰。
3、全雙工
所有現有的移動通信網路都依賴雙工模式來管理上傳和下載,有時分雙工,有頻分雙工,比如說LTE FDD,其上行和下行需要兩個單獨的信道,而TDD呢,無論上行還是下行都採用同一個信道,只是時隙不同。
要想協調好上下行,雙工模式肯定是必不可少的,但全雙工技術現在仍在討論中。如果採用這個技術方案,終端設備可同時發送和接收信息,這就有可能使現有的FDD和TDD系統容量翻番。
當然這項技術也存在巨大的挑戰:需要從根本消除自干擾,網路和設備都需要巨大變化。如果克服這些挑戰,整個網路容量將實現巨大增幅。
4、毫米波
現在,450MHz–2.6GHz的低頻段頻譜幾乎已全部用於移動通信了,好在仍然有很多高頻段頻譜可用,這部分頻譜有的高達300GHz。自然,相比運營商熟悉的低頻段頻譜,如何應用好這些高頻段頻譜,所面臨的技術挑戰也復雜很多,比如說頻段越高,建築物穿透就越困難,只是一面簡單的牆就能成為毫米波信號的穿透障礙。
不過,還有一些高頻段的GHz頻譜已有佔用:短距離、點對點、可視范圍連接等等,它們用來為無線連接提供了更高的速率。
毫米波可以用於室內small cell(這也符合以上提到的網路增密),為一些密集區域提供高速連接。毫米波的高頻段特性意味著天線會非常的小,它對設備影響的范圍也相當小。然而,Ovum認為,毫米波是一項超前的技術,可能需要很多年的研發,才能使其具備成本效益能大規模投向市場。
需要注意的是,毫米波技術的發展也不是最新的,2009年成立的WiGig聯盟旨在建立全球千兆級高速無縫傳輸的產業鏈,關注重點是60GHz頻段,這個聯盟匯聚了無線領域幾乎所有的行業巨頭;2014年6月,谷歌收購了由兩位Clearwire前工程師創辦的企業Alpental,這家公司致力於發展自組織、超低功耗、毫米波千兆無線技術,主要是60GHz頻段。
5、大規模陣列天線
LTE-Advanced網路已經採用了MIMO技術,相比單一天線,MIMO能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統的容量和頻譜利用率。大規模陣列天線MIMO技術是MIMO技術的擴展和延伸,其基本特徵就是在基站側配置大規模的天線陣列(從幾十至幾千),利用空分多址(SDMA)原理,同時服務多個用戶。這一技術為網路容量提升帶來的益處是非常大的,當然也存在巨大挑戰。不過市場普遍對這一技術很感興趣,一家名為Artemis的初創公司,就在開發基於大規模陣列天線的pCells新型無線技術,非常適合用在高密度的用戶地區。
6、虛擬化、軟體控制以及雲架構
向5G演進的並行趨勢還有軟體和雲,屆時網路是由分布式數據中心驅動的,由後者提供敏捷性、集中控制以及軟體升級。像SDN、NFV、雲以及開放生態系統都有可能是5G的基礎技術,當然行業也在繼續討論如何利用這些技術和體系架構的優勢。盡管這些也不是新技術,但仍有可能在5G時代得到大規模應用,因為在為數十億上百億個設備提供連接時,網路需要利用這些技術來提升性能。
考慮到現有的技術和需求,以上提到的所有技術都有很大的潛力應用在5G網路中。Mavrakis認為,最後選定哪些技術可能需要一個相當長的比較過程,哪些技術能勝出取決於:性能、部署、成本、政策等多項因素。不過做這樣一個假設應當是合理的:成本最低的技術有最大的勝算可能,這和LTE-Advanced的發展情況是類似的。