3.3新型通信技術(shù)

3.3.1 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

與4G專注服務(wù)于移動互聯(lián)網(wǎng)不同，5G面對的是更加多元的極端差異化場景的性能需求。同樣，與以往的通信制式不同，5G并非由單一的顛覆性技術(shù)所驅(qū)動，更準(zhǔn)確地說是“一組關(guān)鍵技術(shù)”。因此，5G能提供“Gbps用戶體驗(yàn)速率”的標(biāo)志性能力指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速率、超低的時延、更低的功耗及海量的連接，進(jìn)而催生和推動各行各業(yè)的數(shù)字化發(fā)展，如高清視頻傳輸、自動駕駛、工業(yè)控制等。可以說，5G促進(jìn)了許許多多垂直行業(yè)商業(yè)模式的演進(jìn)甚至是重塑。因此，應(yīng)樹立廣義的5G觀念，不再把5G局限于傳統(tǒng)電信領(lǐng)域，要明確5G在未來社會中的定位，構(gòu)建5G產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。

廣義的5G包含兩層含義：其一是指5G使能技術(shù)，即5G具備更高的傳輸速率、超低時延、更低功耗及海量連接的無線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；其二是指5G關(guān)聯(lián)技術(shù)群，諸如大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計算、傳感器技術(shù)等與5G技術(shù)有機(jī)結(jié)合后，能產(chǎn)生1＋1＞2的效應(yīng)并賦予5G向下游相關(guān)垂直行業(yè)拓展能力的技術(shù)集合。這是因?yàn)樾袠I(yè)應(yīng)用的演進(jìn)或重塑，除5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的支持以外，還需要依靠人工智能、邊緣計算、視覺技術(shù)、傳感器技術(shù)等多項關(guān)聯(lián)技術(shù)來合力完成。5G的作用在于，確保了各種技術(shù)所驅(qū)動的應(yīng)用能夠有機(jī)高效地整合在一起，并發(fā)揮更加完整且智能化的作用。下面介紹幾種5G關(guān)鍵技術(shù)。

1．大規(guī)模陣列天線技術(shù)

Massive MIMO（大規(guī)模陣列天線）技術(shù)是4.5G／5G的關(guān)鍵技術(shù)之一，在基站收發(fā)信機(jī)上使用大數(shù)量（如64陣列／128陣列／192陣列／256陣列等）的陣列天線實(shí)現(xiàn)了更大的無線數(shù)據(jù)流量和連接可靠性，如圖3-10所示。相比以前的單／雙極化天線及4／8通道天線，大規(guī)模天線技術(shù)能夠通過不同的維度（空域、時域、頻域、極化域等）提升頻譜和能量的利用效率；3D賦形和信道預(yù)估技術(shù)可以自適應(yīng)地調(diào)整各天線陣的相位和功率，顯著提高系統(tǒng)的波束指向準(zhǔn)確性，將信號強(qiáng)度集中于特定指向區(qū)域和特定用戶群，在增強(qiáng)用戶信號的同時可以顯著降征小區(qū)內(nèi)自干擾、鄰區(qū)干擾，是提升用戶倍號載干比的絕佳技術(shù)。

圖3-10 Massive MIMO天線技術(shù)

對比5G和LTE的整個網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就是使用了MassiveMIMO天線的LITE

正因?yàn)镸asive MIMO天線成為5G的必配，才縮小了5G上行覆蓋受限的程度，使得5G覆蓋在3.5GHz頻段，能和LTE2.6GHz頻段差不多，從而降低了網(wǎng)絡(luò)投資。

另外，Masive MIMO天線能實(shí)現(xiàn)更大的無線數(shù)據(jù)傳輸，并降低信號鏈干擾干，改善無線鏈路質(zhì)量。

技術(shù)原理：當(dāng)天線側(cè)天線數(shù)遠(yuǎn)大于用戶天線數(shù)時，基站到各個用戶的信道將趨于正交，噪聲和干擾將趨于消失，而巨大的陣列增益能夠有效提升每個用戶的信噪比，如圖3-11所示

圖3-11 天線數(shù)與噪聲和干擾的關(guān)系