从4G过渡到5G,需要哪些关键技术?

标签:4G5G3GPP
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按照3GPP规划,5G标准分为NSA和SA(独立组网)两种。实现5G NR的五个关键无线技术包括具有子载波间隔2^N比例的可扩展OFDM参数配置;灵活的独立插槽结构;灵活的独立插槽结构;Massive MIMO;移动毫米波。3GPP 5G NR规范将为增强移动宽带及更高层次奠定基础,但是5G技术路线图才刚刚起步。业界已经开始研究许多新的技术发明,将推动5G NR网络和设备的未来发展和扩张。

从领域来看,包括速度和馈送、未授权频谱使用、物联网设备、虚拟化、新空口(NR)这五个领域将引领4G到5G转变。其中有四个将促使这一转变通过被称为LTE-Advanced Pro(4.5G)的中间阶段过渡,使得这场革命更具渐进色彩。

 

 

速度和馈送

 

接入技术将从4G的1Gbps增加到5G每个区域20Gbps吞吐率/下行链路速率。达到这个速度需要从4.5G开始经历多个阶段。4.5G已在目前的规范中有所定义,它使用载波聚合(多达32个载波)、高达16根天线的大规模MIMO和更高阶的调变方案(如256QAM)等多种技术,可以实现3Gbps速率。

未授权频谱使用

 

为实现更高的吞吐率要求,授权载波频谱不够用,因此Wi-Fi多年来一直在使用未授权频谱,而Wi-Fi有很多非授权频谱可以被LTE利用,但是需要为获得更好质量和规范化接入而进行技术改进。例如使用低密度极性校验码(LDPC)等极性码进行纠错;更高阶的QAM以提高数据速率,Wi-Fi目前可以实现256QAM,且即将达到1,024QAM;4×4 MIMO和多用户MIMO,可增加吞吐率并与更多用户同时工作。此外将载波聚合的概念扩展到未授权载波(与Wi-Fi中使用的频谱相同),将能为营运商提供更多选择来增加小区带宽。

 

物联网设备

 

物联网设备对5G提出了各种需求和挑战。海量而碎片化的物联网设备接入对5G网络的承载能力是个巨大的考验。永远在线、低功耗待机、实时唤醒等不频繁、小数据量却需快速响应的要求对5G网络的规划也是个难题。此外物联网设备安全问题也越来越凸显。

网络功能虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN)

 

5G网络由于所涉范围两端的极端需求(包括偶尔发送几个字节,以及不同用例数据量大幅增加),创造了与虚拟化网络功能相结合的强大需求。为满足不同用户设备需求,业界现在已开始向虚拟化和网络切分迈进,并将在部署5G网络同时获得助力。

 

新空口

 

5G新空口尚未标准化,并将需要一种新的无线接入技术,而将速度提高到20Gbps。它需要使用新的毫米波(mmWave)频段。5G新空口所讨论的两件大事是:支持灵活的底层OFDM技术,以及支持大规模MIMO,从而实现毫米波频谱使用。

 
 

在以上五个领域的关键技术中,只有5G新空口是属于真5G的,另外四个领域在4.5G规范中都有确凿起点,因此更具演进性。

 
 

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Qorvo作为3GPP代表协助制定5G标准,并且与全球领先的无线基础设施制造商、网络运营商、芯片组供应商和智能手机制造商密切合作,为5G发展之路奠定基础。目前Qorvo 5G频段覆盖范围可以支持美国近期扩展的600MHz Band 71频段,在扩展基础设施产品组合之后,将成为目前唯一能支持6GHz以下频段到39GHz所有5G通道频段的供应商。

 

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