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5g,第五代移動通信技術(shù)( 三 )

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以下是你需要知道的關(guān)于5G的一切 。什么是5G？在我們解釋5G的工作原理之前，最好先解釋一下5G到底是什么 。有很多細(xì)節(jié)，我們將在后面的文章中討論，但這里有一個快速入門 。5G是下一代移動寬帶，最終將取代或至少增強(qiáng)您的4G LTE連接 。有了5G，下載和上傳速度將成倍提高 。設(shè)備與無線網(wǎng)絡(luò)通信所需的時間，也將大幅減少 。
5G是如何工作的？既然我們知道了5G是什么，那么了解它的工作原理是個好主意，因為它不同于傳統(tǒng)的4G LTE 。首先，讓我們談?wù)勵l譜 。與LTE不同，5G在三個不同的頻段上工作 。雖然這看起來并不重要，但它會對你的日常使用產(chǎn)生難以想象的影響 。低頻段頻譜也可以描述為亞1GHz頻譜 。它是運營商用于LTE的主要頻段，帶寬幾乎耗盡 。
雖然低帶寬頻譜提供了很大的覆蓋范圍和墻壁穿透，但有一個很大的缺點：峰值數(shù)據(jù)速度約100Mbps 。中頻段頻譜比低頻段提供更快的速度和更低時延 。然而，它不能像低波段頻譜那樣有效地穿透建筑物 。預(yù)計在中段頻譜上的峰值速度可達(dá)1Gbps 。高頻段頻譜是5G的最高性能，但也有主要缺點 。它通常被稱為毫米波 。高帶寬頻譜可以提供高達(dá)10Gbps的峰值速度，并且具有極低的延遲 。
高波段的主要缺點是覆蓋面積小，建筑物穿透性差 。這意味著要創(chuàng)建一個有效的高帶寬網(wǎng)絡(luò)，需要大量的信號單元 。5G有多快？國際電信聯(lián)盟（國際電聯(lián)）是聯(lián)合國制定通信技術(shù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的專門機(jī)構(gòu)，它制定了無線電頻譜使用和電信互操作性的規(guī)則 。2012年，國際電聯(lián)創(chuàng)建了一個名為“2020年及其后IMT”（IMT-2020）的項目，研究并確定5G的最低要求 。
經(jīng)過多年的工作，國際電聯(lián)在2017年創(chuàng)建了一份報告草案，其中包含13項5G的最低要求 。一旦國際電聯(lián)確定了5G的最低要求，電信標(biāo)準(zhǔn)組織合作的第三代合作項目（3GPP）就開始著手為5G制定標(biāo)準(zhǔn) 。2017年12月，3GPP完成了非獨立（NSA）規(guī)范，并于2018年6月跟進(jìn)了獨立規(guī)范（SA） 。NSA和SA標(biāo)準(zhǔn)共享相同的規(guī)范，但NSA使用現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行部署，而SA將使用下一代核心網(wǎng)絡(luò) 。
運營商從NSA規(guī)范開始，這意味著在非5G環(huán)境下，你將依賴4G LTE 。3GPP制定的標(biāo)準(zhǔn)與IMT-2020的績效目標(biāo)密切相關(guān)，有些復(fù)雜，但這里有一個大致的總結(jié)：峰值數(shù)據(jù)速率：5G將提供顯著更快的數(shù)據(jù)速率 。每個移動基站的峰值數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到20Gbps下行鏈路和10Gbps上行鏈路 。請注意，這不是5G的速度（除非你有專用連接），而是手機(jī)上所有用戶共享的速度 。
現(xiàn)實世界的速度：雖然5G的峰值數(shù)據(jù)速率聽起來相當(dāng)令人印象深刻，但實際速度不會相同 。該規(guī)范要求用戶下載速度為100Mbps，上傳速度為50Mbps 。時延：時延，即數(shù)據(jù)從一個點傳輸?shù)搅硪粋€點所需的時間，在理想情況下應(yīng)該是4毫秒，對于需要最大速度的用例，應(yīng)該是1毫秒 。比如說遠(yuǎn)程手術(shù) 。效率：無線接口在使用時應(yīng)該是節(jié)能的，在不使用時應(yīng)該降到低能模式 。
理想情況下，當(dāng)不再使用時，終端應(yīng)能在10毫秒內(nèi)切換到低能狀態(tài) 。頻譜效率：頻譜效率是“對頻譜或帶寬的優(yōu)化使用，以便在傳輸誤差最小的情況下傳輸最大數(shù)量的數(shù)據(jù) ?！?G的頻譜效率應(yīng)該比LTE稍有提高，下行鏈路為30bit/Hz，上行鏈路為15bit/Hz 。機(jī)動性：使用5G，基站應(yīng)支持從0到500公里/小時的移動 。
這意味著基站應(yīng)該在一系列的天線運動中工作——甚至在高速列車上也是如此 。雖然在LTE網(wǎng)絡(luò)上很容易實現(xiàn)，但這種移動性在新的毫米波網(wǎng)絡(luò)上可能是一個挑戰(zhàn) 。連接密度：5G應(yīng)該能夠支持比LTE更多的連接設(shè)備 。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定5G每平方公里應(yīng)能支持100萬個連接設(shè)備 。這是一個巨大的數(shù)字，其中考慮到了將為物聯(lián)網(wǎng)（IoT）供電的眾多設(shè)備 。

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