5G網(wǎng)絡一直都是大家熱議的話題，今天就隨小編一起來了解一下5G網(wǎng)絡。這篇文章主要就是介紹5G網(wǎng)絡到底比4G網(wǎng)絡好在哪里？5g網(wǎng)絡到來現(xiàn)在手機要淘汰了，支持5G網(wǎng)絡的手機有哪些？

　　對于數(shù)消費者而言，5G的價值在于它擁有比4g LTE更快的速度（峰值速率可達幾十Gbps），例如你可以在一秒鐘內(nèi)下載一部高清電影，而4G LTE可能要10分鐘。也正是因為這一得天獨厚的優(yōu)勢，業(yè)界普遍認為5G將在無人駕駛汽車、VR以及物聯(lián)網(wǎng)等領域發(fā)揮重要作用。

　　和4G相比，5G的提升是全方位的，按照3GPP的定義，5G具備高性能、低延遲與高容量特性，而這些優(yōu)點主要體現(xiàn)在毫米波、小基站、Massive MIMO、全雙工以及波束成形這五大技術上。

　　1、毫米波

　　眾所周知，隨著連接到無線網(wǎng)絡設備的數(shù)量的增加，頻譜資源稀缺的問題日漸突出。至少就現(xiàn)在而言，我們還只能在極其狹窄的頻譜上共享有限的帶寬，這極大的影響了用戶的體驗。

　　那么5G提供的幾十個Gbps峰值速度如何實現(xiàn)呢？

　　眾所周知，無線傳輸增加傳輸速率一般有兩種方法，一是增加頻譜利用率，二是增加頻譜帶寬。5G使用毫米波（26.5～300GHz）就是通過第二種方法來提升速率，以28GHz頻段為例，其可用頻譜帶寬達到了1GHz，而60GHz頻段每個信道的可用信號帶寬則為2GHz。

　　在移動通信的歷史上，這是首次開啟新的頻帶資源。在此之前，毫米波只在衛(wèi)星和雷達系統(tǒng)上被應用，但現(xiàn)在已經(jīng)有運營商開始使用毫米波在基站之間做測試。

　　當然，毫米波最大的缺點就是穿透力差、衰減大，因此要讓毫米波頻段下的5G通信在高樓林立的環(huán)境下傳輸并不容易，而小基站將解決這一問題。

　　2、小基站

　　上文提到毫米波的穿透力差并且在空氣中的衰減很大，但因為毫米波的頻率很高，波長很短，這就意味著其天線尺寸可以做得很小，這是部署小基站的基礎。

　　可以預見的是，未來5G移動通信將不再依賴大型基站的布建架構，大量的小型基站將成為新的趨勢，它可以覆蓋大基站無法觸及的末梢通信。

　　因為體積的大幅縮小，我們設置可以在250米左右部署一個小基站，這樣排列下來，運營商可以在每個城市中部署數(shù)千個小基站以形成密集網(wǎng)絡，每個基站可以從其它基站接收信號并向任何位置的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。當然，你大可不必擔心功耗問題，小基站不僅在規(guī)模上要遠遠小于大基站，功耗上也大大縮小了。

　　除了通過毫米波廣播之外，5G基站還將擁有比現(xiàn)在蜂窩網(wǎng)絡基站多得多的天線，也就是MassiveMIMO技術。

　　3、Massive MIMO

　　現(xiàn)有的4G基站只有十幾根天線，但5G基站可以支持上百根天線，這些天線可以通過Massive MIMO技術形成大規(guī)模天線陣列，這就意味著基站可以同時從更多用戶發(fā)送和接收信號，從而將移動網(wǎng)絡的容量提升數(shù)十倍倍或更大。

　　MIMO（MulTIple-Input MulTIple-Output）的意思是多輸入多輸出，實際上這種技術已經(jīng)在一些4G基站上得到了應用。 但到目前為止，Massive MIMO僅在實驗室和幾個現(xiàn)場試驗中進行了測試。

　　隆德大學教授Ove Edfors曾指出，“Massive MIMO開啟了無線通訊的新方向當傳統(tǒng)系統(tǒng)使用時域或頻域為不同用戶之間實現(xiàn)資源共享時，Massive MIMO則導入了空間域（spaTIal domain）的途徑，其方式是在基地臺采用大量的天線以及為其進行同步處理，如此則可同時在頻譜效益與能源效率方面取得幾十倍的增益。”

　　毋庸置疑，Massive MIMO是5G能否實現(xiàn)商用的關鍵技術，但是多天線也勢必會帶來更多的干擾，而波束成形就是解決這一問題的關鍵。

　　4、波束成形

　　Massive MIMO的主要挑戰(zhàn)是減少干擾，但正是因為Massive MIMO技術每個天線陣列集成了更多的天線，如果能有效地控制這些天線，讓它發(fā)出的每個電磁波的空間互相抵消或者增強，就可以形成一個很窄的波束，而不是全向發(fā)射，有限的能量都集中在特定方向上進行傳輸，不僅傳輸距離更遠了，而且還避免了信號的干擾，這種將無線信號（電磁波）按特定方向傳播的技術叫做波束成形（beamforming）。

　　這一技術的優(yōu)勢不僅如此，它可以提升頻譜利用率，通過這一技術我們可以同時從多個天線發(fā)送更多信息；在大規(guī)模天線基站，我們甚至可以通過信號處理算法來計算出信號的傳輸?shù)淖罴崖窂?，并且最終移動終端的位置。因此，波束成形可以解決毫米波信號被障礙物阻擋以及遠距離衰減的問題。除此之外，最后要提到5G的另一大特色全雙工技術。

　　5、全雙工

　　全雙工技術是指設備的發(fā)射機和接收機占用相同的頻率資源同時進行工作，使得通信兩端在上、下行可以在相同時間使用相同的頻率，突破了現(xiàn)有的頻分雙工（FDD）和時分雙工（TDD）模式，這是通信節(jié)點實現(xiàn)雙向通信的關鍵之一，也是5G所需的高吞吐量和低延遲的關鍵技術。

　　在同一信道上同時接收和發(fā)送，這無疑大大提升了頻譜效率。但是5G要使用這一顛覆性技術也面臨著不小的挑戰(zhàn)，根據(jù)《移動通信》之前發(fā)布的資料顯示，主要有一下三大挑戰(zhàn)：

　　（1）電路板件設計，自干擾消除電路需滿足寬頻（大于100MHZ）和多MIMO（多于32天線）的條件，且要求尺寸小、功耗低以及成本不能太高。

　?。?）物理層、MAC層的優(yōu)化設計問題，比如編碼、調(diào)制、同步、檢測、偵聽、沖突避免、ACK等，尤其是針對MIMO的物理層優(yōu)化。

　?。?）對全雙工和半雙工之間動態(tài)切換的控制面優(yōu)化，以及對現(xiàn)有幀結(jié)構和控制信令的優(yōu)化問題。

　　盡管5G的勢頭遠遠超過了之前的4G，但5G的未來仍充滿了不確定性，現(xiàn)在我們需要等待的是這些技術從實驗階段走向?qū)嵱谩?br />