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詳細解析實現從 4G 到 5G 轉變的5個關鍵技術

Qorvo半導體 ? 來源:未知 ? 作者:伍文輝 ? 2018-01-05 09:59 ? 次閱讀

3GPP(移動通信的標準化機構)12月21日在葡萄牙首都里斯本正式簽署通過了5G NSA(非獨立組網)標準第一個版本。此舉意味著各方已經對5G網絡標準達成了一致的意見,距離5G商用網絡的設立和運行又邁出了堅實的一步,因為它給各個公司劃下了一個硬性的標準。也意味著,硬件廠商的設備開發工作可以從現在開始了。

按照3GPP規劃,5G標準分為NSA和SA(獨立組網)兩種。實現5G NR的五個關鍵無線技術包括具有子載波間隔2^N比例的可擴展OFDM參數配置;靈活的獨立插槽結構;靈活的獨立插槽結構;Massive MIMO;移動毫米波。3GPP 5G NR規范將為增強移動寬帶及更高層次奠定基礎,但是5G技術路線圖才剛剛起步。業界已經開始研究許多新的技術發明,將推動5G NR網絡和設備的未來發展和擴張。

從領域來看,包括速度和饋送、未授權頻譜使用、物聯網設備、虛擬化、新空口(NR)這五個領域將引領4G到5G轉變。其中有四個將促使這一轉變通過被稱為LTE-Advanced Pro(4.5G)的中間階段過渡,使得這場革命更具漸進色彩。

速度和饋送

接入技術將從4G的1Gbps增加到5G每個區域20Gbps吞吐率/下行鏈路速率。達到這個速度需要從4.5G開始經歷多個階段。4.5G已在目前的規范中有所定義,它使用載波聚合(多達32個載波)、高達16根天線的大規模MIMO和更高階的調變方案(如256QAM)等多種技術,可以實現3Gbps速率。

未授權頻譜使用

為實現更高的吞吐率要求,授權載波頻譜不夠用,因此Wi-Fi多年來一直在使用未授權頻譜,而Wi-Fi有很多非授權頻譜可以被LTE利用,但是需要為獲得更好質量和規范化接入而進行技術改進。例如使用低密度極性校驗碼(LDPC)等極性碼進行糾錯;更高階的QAM以提高數據速率,Wi-Fi目前可以實現256QAM,且即將達到1,024QAM;4×4 MIMO和多用戶MIMO,可增加吞吐率并與更多用戶同時工作。此外將載波聚合的概念擴展到未授權載波(與Wi-Fi中使用的頻譜相同),將能為營運商提供更多選擇來增加小區帶寬。

物聯網設備

物聯網設備對5G提出了各種需求和挑戰。海量而碎片化的物聯網設備接入對5G網絡的承載能力是個巨大的考驗。永遠在線、低功耗待機、實時喚醒等不頻繁、小數據量卻需快速響應的要求對5G網絡的規劃也是個難題。此外物聯網設備安全問題也越來越凸顯。

網絡功能虛擬化(NFV)和軟件定義網絡(SDN)

5G網絡由于所涉范圍兩端的極端需求(包括偶爾發送幾個字節,以及不同用例數據量大幅增加),創造了與虛擬化網絡功能相結合的強大需求。為滿足不同用戶設備需求,業界現在已開始向虛擬化和網絡切分邁進,并將在部署5G網絡同時獲得助力。

新空口

5G新空口尚未標準化,并將需要一種新的無線接入技術,而將速度提高到20Gbps。它需要使用新的毫米波(mmWave)頻段。5G新空口所討論的兩件大事是:支持靈活的底層OFDM技術,以及支持大規模MIMO,從而實現毫米波頻譜使用。

在以上五個領域的關鍵技術中,只有5G新空口是屬于真5G的,另外四個領域在4.5G規范中都有確鑿起點,因此更具演進性。

Qorvo作為3GPP代表協助制定5G標準,并且與全球領先的無線基礎設施制造商、網絡運營商、芯片組供應商和智能手機制造商密切合作,為5G發展之路奠定基礎。目前Qorvo 5G頻段覆蓋范圍可以支持美國近期擴展的600MHz Band 71頻段,在擴展基礎設施產品組合之后,將成為目前唯一能支持6GHz以下頻段到39GHz所有5G通道頻段的供應商。

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原文標題:實現從 4G 到 5G 轉變的關鍵技術

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