下電影無需等待，在線看也不會卡!這可能是曾經我們每個人心底的小小愿望。如果說，這個小愿望就快要實現，你會不會很高興呢?
MWC(世界移動通信大會)22號正式開幕了，手機不再唱主角，5G技術變成了大會的焦點。沒錯，5G技術就是來實現我們小愿望的。可是，4G手機剛用上不久，又要換5G了嗎?NoNoNo，先別著急。專家說，2020年5G才能實現商用。
那么，5G到底有多快呢?它又會用到哪些技術呢?下面跟小編一起了解一下吧!
說5G網快，有多快?
從理論上來說，5G的網速能達到4G的40倍，從而實時傳輸8K分辨率的3D視頻，或是在6秒內下載一部3D電影。簡直快到逆天!作為對比，通過4G網絡的下載需 要6分鐘。然而，在以往通信技術的發(fā)展中，實驗室情況與真實環(huán)境總會有很大差距。理論峰值速率在用戶實際使用中只是夢想，用戶可用速率要遠低于理論值。
作為5G技術研發(fā)投入最大的廠商，諾基亞認為，在現網存在擁塞的情況下，5G技術能實現約100Mbps的速率。這約為當前4G網絡的4倍。
為實現這個“快到逆天”的目標，5G網絡將采用何種技術呢?
5G六大技術
5G的關鍵技術集中在無線部分，目前比較熱門的為以下六種技術。
關鍵技術1：毫米波
什么叫毫米波?頻率30GHz到300GHz,波長范圍10到1毫米。 由于足夠量的可用帶寬，較高的天線增益，毫米波技術可以支持超高速的傳輸率，且波束窄，靈活可控，可以連接大量設備。以下圖為例：
藍色手機處于4G小區(qū)覆蓋邊緣，信號較差，且有建筑物(房子)阻擋，此時，就可以通過毫米波傳輸，繞過建筑物阻擋，實現高速傳輸。
同樣，粉色手機同樣可以使用毫米波實現與4G小區(qū)的連接，且不會產生干擾。當然，由于綠色手機距離4G小區(qū)較近，可以直接和4G小區(qū)連接。
高頻段(毫米波)在5G時代的多種無線接入技術疊加型移動通信網絡中可以有兩種應用場景：
一是毫米波小基站，可增強告訴環(huán)境下移動通信的使用體驗。
在傳統(tǒng)的多種無線接入技術疊加型網絡中，宏基站與小基站均工作于低頻段，這就帶來了頻繁切換的問題，用戶體驗差。為解決這一關鍵問題，在未來的疊加型網絡中，宏基站工作于低頻段并作為移動通信的控制平面、毫米波小基站工作于高頻段并作為移動通信的用戶數據平面。
二是基于毫米波的移動通信回程。
在采用毫米波信道作為移動通信的回程后，疊加型網絡的組網就將具有很大的靈活性(注：相對于有線方式的移動通信回程。因為在未來的5G時代，小/微基站的數目將非常龐大，而且部署方式也將非常復雜)，可以隨時隨地根據數據流量增長需求部署新的小基站，并可以在空閑時段或輕流量時段靈活、實時關閉某些小基站，從而可以收到節(jié)能降耗之效。
關鍵技術2：ultra-dense Hetnets(超密度異構網絡)
立體分層網絡(HetNet)是指，在宏蜂窩網絡層中布放大量微蜂窩(Microcell)、微微蜂窩(Picocell)、毫微微蜂窩(Femtocell)等接入點，來滿足數據容量增長要求。
為應對未來持續(xù)增長的數據業(yè)務需求，采用更加密集的小區(qū)部署將成為5G提升網絡總體性能的一種方法。通過在網絡中引入更多的低功率節(jié)點可以實現熱點增強、消除盲點、改善網絡覆蓋、提高系統(tǒng)容量的目的。但是，隨著校區(qū)密度的增加，整個網絡的拓撲也會變得更為復雜，會帶來更加嚴重的干擾問題。因此，密集網絡技術的一個主要難點就是要進行有效的干擾管理，提高網絡干擾性能，特別是提高小區(qū)邊緣用戶的性能。
密集小區(qū)技術也增強了網絡的靈活性，可以針對用戶的臨時性需求和季節(jié)性需求快速部署新的小區(qū)。在這一技術背景下，未來網絡架構將形成“宏蜂窩+長期微蜂窩+臨時微蜂窩”的網絡架構，如下圖。這一結構將大大降低網絡性能對于網絡前期規(guī)劃的依賴，為5G時代實現更加靈活自適應的網絡提供保障。
到了5G時代，更多的物-物連接接入網絡，HetNet的密度將會大大增加。與此同時，小區(qū)密度的增加也會帶來網絡容量和無線資源利用率的大幅度提升。
關鍵技術3：同時同頻全雙工(CCDF)
最近幾年，同時同頻全雙工技術吸引了業(yè)界的注意力。同時同頻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，使得通信雙方在上、下行可以在相同時間使用相同的頻率，突破了現有的頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)模式，是通信節(jié)點實現雙向通信的關鍵之一。利用該技術，在相同的頻譜上，通信的收發(fā)雙方同時發(fā)射和接收信號，與傳統(tǒng)的TDD和FDD雙工方式相比，從理論上可使空口頻譜效率提高1倍。
同時同頻全雙工系統(tǒng)模型如下圖。
全雙工技術能夠突破FDD和TDD方式的頻譜資源使用限制，使得頻譜資源的使用更加靈活。然而，全雙工技術需要具備極高的干擾消除能力，這對干擾消除技術提出了極大的挑戰(zhàn)，同時還存在相鄰小區(qū)同頻干擾問題。在多天線及組網場景下，全雙工技術的應用難度更大。
關鍵技術4：濾波組多載波技術(FBMC)
首先說說OFDM。OFDM是將載波分為正交子載波，但信號的拖尾較長，因此會帶來一些問題，另外在5G 系統(tǒng)中, 由于支撐高數據速率的需要, 將可能需要高達1 GHz 的帶寬.但在某些較低的頻段, 難以獲得連續(xù)的寬帶頻譜資源, 而在這些頻段, 某些無線傳輸系統(tǒng), 如電視系統(tǒng)中, 存在一些未被使用的頻譜資源(空白頻譜). 但是, 這些空白頻譜的位置可能是不連續(xù)的, 并且可用的帶寬也不一定相同, 采用OFDM 技術難以實現對這些可用頻譜的使用.
FBMC基于濾波器組的多載波技術中, 發(fā)送端通過合成濾波器組來實現多載波調制, 接收端通過分析濾波器組來實現多載波解調. 合成濾波器組和分析濾波器組由一組并行的成員濾波器構成, 其中各個成員濾波器都是由原型濾波器經載波調制而得到的調制濾波器。與OFDM 技術不同, FBMC 中, 由于原型濾波器的沖擊響應和頻率響應可以根據需要進行設計, 各載波之間不再必須是正交的, 不需要插入循環(huán)前綴; 能實現各子載波帶寬設置、各子載波之間的交疊程度的靈活控制, 從而可靈活控制相鄰子載波之間的干擾, 并且便于使用一些零散的頻譜資源，較大的提高了頻率效率。
關鍵技術5：大規(guī)模MIMO技術(3D /Massive MIMO)
多輸入多輸出技術(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)是指在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，使信號通過發(fā)射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而 改善通信質量。它能充分利用空間資源，通過多個天線實現多發(fā)多收，在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的情況下，可以成倍的提高系統(tǒng)信道容量，顯示出明顯的優(yōu) 勢、被視為下一代移動通信的核心技術。
MIMO技術已經廣泛應用于WIFI、LTE等。理論上，天線越多，頻譜效率和傳輸可靠性就越高。
具體而言，當前LTE 基站的多天線只在水平方向排列，只能形成水平方向的波束，并且當天線數目較多時，水平排列會使得天線總尺寸過大從而導致安裝困難。
而5G 的天線設計參考了軍用相控陣雷達的思路，目標是更大地提升系統(tǒng)的空間自由度?；谶@一思想的LSAS 技術，通過在水平和垂直方向同時放置天線，增加了垂直方向的波束維度，并提高了不同用戶間的隔離，如下圖所示。同時，有源天線技術的引入還將更好地提升天線性能，降低天線耦合造成能耗損失，使LSAS 技術的商用化成為可能。
大規(guī)模MIMO技術可以由一些并不昂貴的低功耗的天線組件來實現，為實現在高頻段上進行移動通信提供了廣闊的前景，它可以成倍提升無線頻譜效率，增強網絡覆蓋和系統(tǒng)容量，幫助運營商最大限度利用已有站址和頻譜資源。
我們以一個20平方厘米的天線物理平面為例，如果這些天線以半波長的間距排列在一個個方格中，則：如果工作頻段為3.5GHz，就可部署16副天線;如工作頻段為10GHz，就可部署169根天線了。
3D-MIMO技術在原有的MIMO基礎上增加了垂直維度，使得波束在空間上三維賦型，可避免了相互之間的干擾。配合大規(guī)模MIMO，可實現多方向波束賦型。
關鍵技術6：多技術載波聚合(multi-technology carrier aggregation)
我們知道，3GPP R12已經提到這一技術標準。未來的網絡是一個融合的網絡，載波聚合技術不但要實現LTE內載波間的聚合，還要擴展到與3G、WIFI等網絡的融合。
多技術載波聚合技術與HetNet一起，終將實現萬物之間的無縫連接。
在此次MWC上，高通、Facebook、諾基亞等外國企業(yè)紛紛展示對5G技術的投入，而我國中興、華為等也不甘示弱，表示不會在等待5G時失去機會。我國在通信技術標準領域經歷了1G空白、2G跟隨、3G突破、4G同步的加速發(fā)展，在5G時代要力爭取得主導地位。相信我們會在5G的道路上越走越遠!
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