5G關(guān)鍵技術(shù)到底有哪些?
不久前,中國華為公司主推的Polar Code(極化碼)方案,成為5G控制信道eMBB場景編碼方案。消息一出,在網(wǎng)絡(luò)上就炸開了鍋,甚至有媒體用“華為碾壓高通,拿下5G時代”來形容這次勝利。那么,媒體報道是否名副其實,除了編碼之外,5G還有哪些關(guān)鍵技術(shù)呢?
5G,顧名思義是第五代通信技術(shù),3GPP定義了5G三大場景:
增強(qiáng)型移動寬帶(eMBB,Enhance Mobile Broadband),按照計劃能夠在人口密集區(qū)為用戶提供1Gbps用戶體驗速率和10Gbps峰值速率,在流量熱點區(qū)域,可實現(xiàn)每平方公里數(shù)十Tbps的流量密度。
海量物聯(lián)網(wǎng)通信(mMTC,Massive Machine Type Communication),不僅能夠?qū)⑨t(yī)療儀器、家用電器和手持通訊終端等全部連接在一起,還能面向智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場景,并提供具備超千億網(wǎng)絡(luò)連接的支持能力。
低時延、高可靠通信(uRLLC,Ultra Reliable & Low Latency Communication),主要面向智能無人駕駛、工業(yè)自動化等需要低時延高可靠連接的業(yè)務(wù),能夠為用戶提供毫秒級的端到端時延和接近100%的業(yè)務(wù)可靠性保證。
從中可以看出,相對于4G通信,5G通信能夠提供覆蓋更廣泛的信號,而且上網(wǎng)的速度更快、流量密度更大,同時還將滲透到物聯(lián)網(wǎng)中,實現(xiàn)智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、工業(yè)自動化、醫(yī)療儀器、無人駕駛、家用電器和手持通訊終端的深度融合,換言之,就是萬物互聯(lián)。
5G通信有哪些關(guān)鍵技術(shù)
有媒體將中國華為主推的Polar在信道控制eMBB場景中擊敗美國主推的LDPC和法國主推的Turbo2.0,認(rèn)為是華為掌握了5G的核心專利,并用“華為碾壓高通,拿下5G時代”來形容。但這種描述是比較值得商榷的。
本次高通和華為爭奪的eMBB場景編碼方案,就這件事情本身而言還不能成為核心專利。核心專利是由幾個體系來組成的,一般來說,物理層都認(rèn)為是最核心的關(guān)鍵技術(shù),這其中就包括編碼,編碼一方面可以傳遞信號,同時編碼技術(shù)也可以增加抗干擾能力,Turbo2.0、Polar Code、LDPC就是目前法國、中國、美國主推的編碼方案。
另外一個就是多址,多址技術(shù)指的是解決多個用戶同時和基站通信的問題,怎么來分享資源的技術(shù),第一代通信采用的是FDMA技術(shù),第二代通信采用的是TDMA技術(shù),第三代通信采用的是CDMA技術(shù),第四代通信采用的是OFDMA技術(shù),5G時代多址是一個很關(guān)鍵的爭奪點,現(xiàn)在流行看法就是NOMA。不過,4G奠基性技術(shù)“軟頻率復(fù)用”的發(fā)明人楊學(xué)志不久前撰文《NOMA只是一個誤解》,認(rèn)為NOMA未必能問鼎5G時代,依舊存在一定變數(shù)。
還有一項關(guān)鍵技術(shù)就是多天線,多天線是一種增加容量的技術(shù),在理論上能把容量提高很多倍。簡單的說,就是在現(xiàn)有多天線的基礎(chǔ)上通過增加天線數(shù),甚至配置數(shù)十根甚至數(shù)百根以上天線,支持?jǐn)?shù)十個獨立的空間數(shù)據(jù)流,實現(xiàn)用戶系統(tǒng)頻譜效率的大幅提升?,F(xiàn)在比較火的是MIMO技術(shù),大規(guī)模MIMO技術(shù)不僅能夠在不增加頻譜資源的情況下降低發(fā)射功率、減小小區(qū)內(nèi)以及小區(qū)間干擾,還能實現(xiàn)頻譜效率和功率效率在4G 的基礎(chǔ)上再提升一個量級。此外,射頻調(diào)制解調(diào)技術(shù)也屬于關(guān)鍵技術(shù)。