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「CSDN」如何理性看待 5G 速率提升？


「CSDN」如何理性看待 5G 速率提升？
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作者| 阿里文娱高级无线开发专家 梓烁
责编 | 胡巍巍
5G的关键技术
【「CSDN」如何理性看待 5G 速率提升？】5G的核心技术点挺多 ， 包含了很多技术集 。 5G定义了三大应用场景：
eMBB：增强移动宽带 ， 顾名思义是针对的是大流量移动宽带业务；
URLLC：超高可靠超低时延通信(3G响应为500ms ， 4G为50ms ， 5G要求1ms) ， 这些在自动驾驶、远程医疗等方面会有所使用；
mMTC：大连接物联网 ， 针对大规模物联网业务 。
1、 eMBB
4G已经那么快了 ， 那么5G里面是怎么样继续提升容量的呢？
容量=带宽*频谱效率*小区数量
根据这个公式 ， 要提升容量无非三种办法：增加带宽、提高频谱效率和增加小区数量 。 增加小区数量意味着建设更多基站 ， 成本太高 。 增加带宽就意味着更多的资源投入 ， 但频谱资源本身就是有限且稀缺的 。
因此提升频谱效率成为一种有效的提升容量的方向 ， 采用校验纠错、编码方式等办法接近香农极限速率 。 相对于4G的Tubor码 ， 5G的信道编码更加高效；另外4G时代的OFDM技术要求频谱正交 ， 而在5G中使用了NOMA(non-orthogonal multiple-access)技术 ， 频谱不再要求正交 ， 利用率进一步提升 。 除调制技术外 ， 在天线技术上也有了新的进展 ， 通过Massive MIMO可实现容量的大幅提升 。
2、 uRLLC
uRLLC的全称是超可靠、低时延通信 ， 所以不仅仅只是低时延还需要高可靠 。 具备时延低且可靠后 ， 一些工业自动化控制、远程医疗、自动驾驶等技术就可以逐渐构建起来了 ， 这方面带来的变革可能是天翻地覆的 。
在5G NR(New Radio ， 5G空口标准)中子载波间隔不再像LTE的子载波间隔固定为15Khz ， 而是可变的 ， 可以支持5种配置 ， 15kHz、30kHz、60kHz、120kHz、240kH 。
子载波间隔越大则时隙越短（最小的子载波间隔15KHz对应的时隙长1ms、最大的子载波间隔240KHz对应时隙长0.0625ms） ， 对于uRLLC场景 ， 要求传输时延低 ， 此时网络可以通过配置比较大的子载波间隔来满足时延要求 。
5G支持更细粒度的网络切片 ， 将网络切出多张虚拟网络 ， 从而支持更多不同需求的业务 。 网络切片从无线接入网到承载网再到核心网 ， 都是逻辑上隔离 。 网络切片做到了端到端的按需定制并保证隔离性 ， 其中NFV和SDN等是这里面的关键技术
3、 mMTC
mMTC的KPI的连接密度是1,000,000/km2 ， 电池寿命是在MCL（最大耦合损耗）为164dB时工作10～15年 ， 这是一个非常具有挑战性的目标 。 目前有两个分支技术都在向这个目标演进 ， 一个是国内主要推行的NB-IoT技术 ， 一个是eMTC技术 。
这两个技术各有优缺点 ， NB-IoT技术适用具有静止、数据量很小、时延要求不高等特点 ， 但对工作时长、设备成本、网络覆盖等有较严格要求的场景 ， 而eMTC则更适合对数据量、移动性、时延有一定的要求 。
理性看待5G速率提升
对于5G速率的报道 ， 一会20Gbps ， 一会4.6Gbps ， 一会6.5Gbps ， 为什么会差别那么大？那些4.6Gbps的一定就比6.5Gbps的差吗？
1）5G峰值下载速率6GHz以下200MHz 4.6Gbps 。 这个6GHz是指的载波频率在6GHz一下 ， 200MHz指的是带宽 ， 载波频率和带宽概念搞不清楚的同学可以自行百度 。 4.6Gbps是峰值速率 ， 按照5G的KPI ， 频谱利用效率需要为4G的3～5倍 ， 4G是多少？4G频谱效率是5（即20MHz带宽实现100Mbps的峰值速率） ， 那么按照5G的KPI我们来计算一下200MHz带宽应该要达到多少才达标 ， 简单的公式计算 ， 达标的速率应该是3Gbps～5Gbps。
2）毫米波800MHz 6.5Gbps(4G LTE可体验速率的10倍) 。 毫米波指的是频段 ， 国际主流的是28GHz ， 这个指的是载波频率 。 800MHz指的是带宽 ， 高频段就是好啊 ， 资源相当丰富 ， 动辄都800MHz带宽了 。 这个实际算下来这个的频谱效率只是4G的1.625倍 ， 这个可能主要是由于带宽较宽 ， 所以使用的OFDM子载波带宽也较宽 ， 子载波间隔增大后频谱效率就降下来了 。 但这个速率仍然很给力了 。


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