事实上不是“5G比4G要快“,而是”为了比4G快,提出了5G“。3G以后的每一代无线通信都是先提出目标,然后再考虑系统设计和技术选用。所以我们可以看看4G与5G所提出关于“快”的定义(目标)分别是什么:
大概可以理解为传输速率快,传输延迟低。
传输速率快
任何对通信数据传输速率的提升都绕不开香农信道容量公式:
那就很容易理解咯,我们在5G也会采用同样的方式来提高数据传输速率:提升频带宽度和提升信噪比。具体起来就是,
毫米波(提升频带宽度)
更先进的波束赋形(提升信噪比)
超大规模天线,全双工无线(提升频带宽度和信噪比,空域)。
毫米波
1-4代无线通信中采用的300MHz-3GHz频谱有穿透性好,覆盖范围大等优点,但是有一个很重要的缺点:就是频带宽度太窄了!!这个频段内的无线设备太多了!!频谱已经快分完了。
频谱又不存在负的,所以为了大容量高速率数据传输,只有往3GHz以上寻找可用频谱。
我们往上看看,那就是毫米波频段了(3GHz-300GHz)。毫米波频谱中存在两个特殊部分,氧气吸收频段(57-64GHz)和水蒸气吸收频段(164GHz-200GHz), 这两种频段不能用来通信,所以毫米波频段共有252GHz频带宽度可供使用 (此处应该再强调一下1-4代商用通信全都拥挤在3GHz以下频谱里)。
当然实际上5G是用不了那么多频带的,在各国毫米波频谱划分里,分给5G的毫米波频段宽度大概有3-6GHz,这已经足够把数据传输速率提升10倍左右了。
不过需要强调的是,5G标准需要三种频段,毫米波频段主要负责高速数据传输,目前毫米波的标准还未确定。