5G 技术通俗讲解

一、绪论

1双驼峰规律

一项新技术概念出现后，在业界会出现一个研究讨论
的高潮，这是第一个驼峰。研究讨论高潮逐渐降温，这是第一个驼峰的下落期,接下来是低调务实的技术攻关，这个平台期可能几年，也可能一二十年，当技术问题都解决后，就会迎来商家量产和投入市场的热潮，这就是第二个驼峰。

2 、通信技术的极限

通信技术可以用八个字概括，那就是调制、解调、编码、解码

 

二、5G  关键技术

1增加带宽是关键

 

可见，

5G 时代若想更高速，就得使用更大
的带宽，而要取得更大的带宽，就得使用更高的频段。

 

2毫米波技术

 

频率越高（即波长越短）的电磁波，就越倾向于直线传播。

例如卫星车就很难“动中通”，开动起来车身摇摆，天线（就是那个大锅）就很难对准卫星，通常只能驻车后工作，而且必须精细调整天线的角度，使其电波的辐射方向正对着卫星，否则就无法通信。手机是移动使用的，不可能打电话时还举着手机瞄准准基站的方向，那样实在是反人性。虽然在非正对方向也有信号，但强度会明显衰弱，使用体验会比 4G之前要差得多。

 

3微基站技术

将传统的宏基站变成站点更多密度更大的微基站，是解决毫米波“直线问题”的有效方法。

5G 时代的入网设备数量会呈爆炸性的增长，单位面积内的入网设备可能会增至千倍，若延续以往的宏基站覆盖模式，即使基站的带宽再大也无力支撑。基站微型化则设布设密度会加大，为避免基站之间的频谱互扰，基站的辐射功率谱就会降低，同时手机的辐射功率也会降低，这有两个好外，一是功耗小了待机时间会增加，二是对人体的辐射会降低。

 

 

4 、高阶 MIMO

根据天线理论，天线长度应与波长成正比，大约在1/10~1/4 之间，当前手机使用的是甚高频段（即分米波），天线长线大约在几厘米左右，通常安装在手机

壳内的上部。5G 时代的手机频率在提升几十倍后，相应的手线天线长度也会降低到以前的几十分之一，会变成毫米级的微型天线，手机里就可以布设很多个天线，乃至形成多天线阵列。多天线阵列要求天线之间的距离保持在半个波长以上，手机的面积很小，现在的手机天线是几厘米长，多天线阵列是难以设置的。而随着天线长度的降低，特别是 5G 时代的毫米尺寸天线，就可以布设多天线阵列了，就给高阶 MIMO 技术的实现带来了可能。啥是 MIMO 呢？其英文简写是“多入多出”的意思，高阶 MIMO 的意思是指基站与手机之间有很多对的信道并行通信，每一对天线都独立传送一路信息，经汇集后可成倍提高速率。

5 、波束赋形技术

中国主导的 3G 国际标准 TD-SCDMA 有六大技术特点，其中有一项就是智能天线，在基站上布设天线阵列，通过对射频信号相位的控制，使得相互作用后的电磁波的波瓣变得非常狭窄，并指向它所提供服务的手机，而且能跟据手机的移动而转变方向。由全向的信号覆盖变为了精准指向性服务，这种新形式的无线电波束就不会干扰到其它方向的波束，从而可以在相同的空间中提供更多的通信链路，这种充分利用空间的无线电波束技术是一种空间复用技术，这种技术可以极大地提高基站的服务容量。本文档仅用于通信从业者学习交流遗憾的是这项技术并非在 3G 时代得到应用，但在 5G入网设备数量成百上千倍增加的情况下，这种波束赋形技术所能带来的容量增加就显得非常有价值，波束赋形技术很可能成为 5G 的关键性技术之一。波束赋形技术不仅能大幅度增加容量，还可大幅度提高基站定位精度，当前的手机基站定位的精度很粗劣，这是源于基站全向辐射的模式。而当波束赋型技术成功应用后，基站对手机的辐射波瓣是很窄的，这就知道了手机相对于基站的方向角，再加上通过接收功率大小推导出手机与基站的距离，就可以实现手机的精准定位了，并因此而扩展出非常多的定位增值服务。