5G和4G区别在哪?
其实要回答这个问题,我们只需要了解5G的特点就清楚了。
5G高速率、低时延和泛连接能力对移动互联网及其应用产生深刻变革。
5G是新一代移动通信技术发展的主要方向,是未来新一代信息基础设施的重要组成部分。
在超高速率方面,5G速率最高可以达到4G的100倍,实现10Gb/秒的峰值速率,能够用手机很流畅地看4K、8K高清视频,急速畅玩360度全景VR游戏等等。
5G技术的到来,将会极大推动人工智能与物联网的发展。如果说未来有竞争,那么必然是技术上的战争。
5G技术应用场景
之前我在网络上看到一个观点,说的是5G有点被夸大了。其实任何问题都具备两面性,你要站在用户的角度来看,或许5G网络对自己并没有什么太大的帮助,毕竟现在的4G网络就能满足我们生活中大部分的需求。但我们站在5G对行业推动的角度来看,那就很不一样了。
4G可能还是主要解决上网看电影、聊天玩游戏等,但是5G更多是解决数据问题。高速率对于云技术来说是很重要的,也就是云计算会得到推动。
5G网络服务垂直行业的重点应用场景,例如园区、工厂、医院等,将主要采用小基站。通过超密集组网可以满足热点地区 500-1000 倍的流量 增长需求。
5G可以达到10毫秒以内的延迟,这也意味着自动控制刹车几乎与人的刹车反应时间差不多。
4G改变生活,5G改变社会”这话是很有道理的。
4G网络过时了吗?
之前网络上有人提出这个问题,说得是5G时代到来了,那么4G网络就过时了。
我觉得并不会这样,4G网络应该和5G网络同时存在。就好比当年4G网络出来的时候,3G网络也是存在了很长的时间。
再说了,5G网络要想全面普及,还是需要一定时间的。
2024-11-01 广告
一、帧结构比较
1.4G和5G相同之处
帧和子帧长度均为:10ms和1ms。
最小调度单位资源:RB
2.4G和5G不同之处
1);子载波宽度
4G:固定为15kHz。
5G:多种选择,15kHz、30kHz、60kHz、120kHz、240kHz,且一个5G帧中可以同时传输多种子载波带宽。
2); 最小调度单位时间
4G:TTI, 1毫秒;
5G:slot ,1/32毫秒~1毫秒,取决于子载波带宽。
此外5G新增mini-slot,最少只占用2个符号。
3);每子帧时隙数(符号数)
4G:每子帧2个时隙,普通CP,每时隙7个符号。
5G:取决于子载波带宽,每子帧1-32个时隙,普通CP每时隙14个符号。
4G的调度单位是子帧(普通CP含14个符号);5G调度单位是时隙(普通CP含14个符号)。
3.5G设计理念分析
1);时频关系
基本原理:子载波宽度和符号长度之间是倒数关系,宽子载波短符号,窄子载波长符号;
表现:总带宽固定时,时频二维组成的RE资源数固定,不随子载波带宽变化,吞吐量也是一样的。
2);减少时延
选择宽子载波,符号长度变短,而5G调度固定为1个时隙(12/14个符号),调度时延变短。
当选择最大子载波带宽时候,单次调度从1毫秒(15kHz)降低到了1/32毫秒(480kHz),更利于URLLC业务。
4. 5G子载波带宽比较
1);覆盖:窄子载波好
业务、公共信道:小子载波带宽,符号长度长,CP的长度就唱,抗多径带来的符号间的干扰能力强。
公共信道:例如PUCCH、PRACH需要在一个RB上传完,小子载波每RB带宽也小,上行功率密度高。
2);开销:窄子载波好
调度开销:对于大载波带宽,每帧中需要调度的slot单位会多,调度开销增大。
3);时延:宽子载波好
最小调度时延:大子载波带宽,符号长度小,最小调度单位slot占用时间短,最短1/32毫秒。
4);移动性:宽子载波好
多普勒频移忍受度:在频移一定情况,大带宽影响度小,子载波间干扰小。
5);处理复杂度:宽子载波好
FFT处理复杂度:例如15kHz时,优于FFT多,设备只能支持到275个RB(50MKz)。
5.5G常用子载波带宽
1);C-Band
eMBB:当前推荐使用30kHz。
URLLC:宽子载波带宽。
6.自包含
4G:单子帧要么只有下行,要么只有上行(特殊子帧除外),下行子帧传完后,才传上行子帧,3:1的比例下,下行发送开始3ms后,才开始发送上行反馈,时延比较大。
5G:在每个时隙里面都引入与数传方向相反方向的控制信道,可以做到快速反馈降低(下行反馈时延和上行调度时延),例如30kHz时候,反馈可以做到0.5ms单位,其它大子载波带宽,可以做到更小时延。
二、TDD的上下行配比
1.TDD分析
1)、优势
资源适配:按照网络需求,调整上下行资源配比。
更好的支持BF:上下行同频互异性,更好的支持BF。
2)、劣势
需要GPS同步:需要严格的时间同步。
开销:上下行转换需要一个GAP,资源浪费。
干扰:容易产生站间干扰,例如TDD比例不对齐,超远干扰等。
2.从TDD-LTE看5G
TDD比例无创新:LTE和5G在TDD比例设计上都差不多,上下行比例可调。
动态TDD短时间不太可能:同一张网络只能一个TDD比例,否则存在严重的基站间干扰。
TDD比例会收敛:从LTE看,初期也是定义了很多的TDD比例,但最终都收敛到了3:1的比例(下行与上行的资源配比),5G应该也会如此。
同步:5G运营商之间同步,NR与TDD-LTE之间同步。
三、信道:传输高层信息
1. 公共信道
1) ;下行
a)PCFICH,PHICH
4G:有此信道。
5G:删除此信道,降低了时延要求。
b)PDCCH
4G:无专有解调导频,不支持BF,不支持多用户复用,覆盖和容量差;PDCCH在频域上散列,有频选增益,但是前向兼容不好,例如GL动态共享,需考虑PDCCH如何规避。
5G:有专有解调导频(DMR)、支持BF、支持多用户复用,覆盖(9db增益)和容量好;PDCCH设置在特定的位置,前向兼容性强,想把其中部分频段拿出来很简单。
c)广播信道
4G:频域位置固定,放在带宽中央,不支持BF。
5G:位置灵活可配,前向兼容性强,支持BF,覆盖提升9db。
2)上行
a)PUCCH
4G:调度最小单位RB。
5G:调度最小单位符号,可以放在特殊子帧。
2.业务共信道
1)下行PDSCH
4G:除LTE MM外无专有导频,最高调制64QAM。
5G:有专有导频,最高调制256QAM,效率提升33%。
2)上行PUSCH
4G:最高调制64QAM。
5G:最高调制256QAM,效率提升33%。
四、信号:辅助传输,无高层信息
1.信号类型
4G:测量和解调都用共用的CRS(测量RSRP PMI RI.CQI测相位来解调),当然LTE MM(MM:Massive Mimo,多天线技术,下同)有专有导频与CRS共享。
5G:去掉CRS。新增CRI-RS(测量RSRP PMI RI CQI),并支持BF;新增DMRS解调专用的DMRS(测量相位解调)并支持BF,所有信道都有专有的DMRS,12个端口的DMRS加上空间复用支持最大32流。
2. 对比
1);覆盖
4G:CRS无BF,RSRP差。
5G:CRI-RS有BF(BF:Beam Forming,波束赋形,下同),相比LTE RSRP有9db覆盖增益(10*log(8列阵子))。
2);轻载干扰
4G:轻载干扰大。无BF,干扰大一些;时刻发送,即使空载也要在整个小区内发送,对邻区有干扰;小区间错位发送,即使空载无数传也把邻区的数据给干扰了。
5G:有BF且窄带扫描,干扰小一些;可以只发送某个子带,邻区干扰小,无数传的子带不会干扰邻区;邻区间位置不错开,无对邻区的数据RE干扰。
3);容量
a);导频开销:差不多
4G:每RB中的CRS占16个RE,如果MM的话还有专有导频RE 12个。
5G:每RB中的CSI-RS 2~4个RE,DMRS 12~24个RE。
b);单用户容量
4G:协议定义了2个端口的DMRS,因此MM的时候单用户最高2流。
5G:定义了12个端口的DMRS,单用户可以最高支持到协议规定的8流,当然考虑到终端的尺寸限制,实现上估计最高也就在4流的样子。
五、多址接入
1. 峰值提升9%
4G:OFDM带宽利用率90%,左右各留5%的带乱作为保护带。
5G:F-OFDM带宽利用率98.3%(滤波器减少保护带)。
2. 上行平均提升30%
4G:上行使用单载波技术。优势:因为PAPR低,发射功率高,在边缘覆盖好;劣势:因为是单载波,单用户数据必须在连续的RB上传输,容易造成RB数不够传输一个用户数据而浪费;用户配对是1对1的,如两个用户需要的资源不一样大,就造成浪费。
5G:使用单载波多载波自适应。边缘用户使用单载波,覆盖好;中近点用户使用多载波,用户可以1对多配对,用户配对效率高,资源利用率高;用户资源分配可以用不连续的RB资源,有频选增益,以及可以完全利用零散的RB资源。
六、信道编码
4G:业务信道Turbo,控制信道卷积码、块编码以及重复编码。
5G:LDPC码-业务信道,大数据块传输速率高,解调性能好,功耗低;Polar码-控制信道,小数据块传输,解调性能好,覆盖提升1dB。
七、BF权值生成
4G:TM7/8终端:基于终端发射SRS,基站根据SRS计算权值;TM9终端(R10版本及以上):终端发射SRS基站计算权值(中近点)与终端根据CRS计算PMI(远点)自适应。
5G:终端发射SRS基站计算权值(中近点)与终端根据CRS计算PMI(远点)自适应;SRS需要全带宽发射,在边缘的时候因收集功率有限,到达基站时候可能已经无法识别了,而PMI制式一个index,只需要1~2个RB就可以发给基站了,覆盖效果好。
八、上下行转换
4G:每个帧(5ms/10ms)上下行转换一次,时延大。
5G:更大的载波带宽以及自包含时隙,实现快速反馈,时延小。
九、大带宽
4G:最大支持20MHZ;
5G:最大支持100MHZ(C波段),400MHZ(毫米波);
十、载波聚合
4G:8CC;
5G:16CC;
十 一、5G相比4G容量增强
1. 下行
1);MM:持平
5G最关键的技术,大幅度提升频谱效率;LTE也有MM,从LTE经验看,MM的频谱效率大概是2T2R的5倍左右
2);F-OFDM:提升9%
5G的带宽利用率提升了9%;
3);1024QAM:<5%
峰值提升25%;但是考虑到现网中很难进入1024QAM,预估平均吞吐量增益小于5%;
4);LDPC:不清楚
5);更精确的反馈:20%~30%
终端SRS在终端四个天线轮发,基站获取终端的全部4个信道的信息,而使单用户多流以及多用户之间的MIMO调度与协调更优;SRS与PMI自适应,在边缘SRS不准时,使用PMI是的BF效果相比LTE更优。
6);开销:基本持平
5G在减少CRS的同时,其实是增加了CRI-RS和DMRS,较少和增加的开销一致,不能说CRS free后,相对于LTE开销减少了。CRS free其实是为了减少轻载时的干扰。
7) ;Slot聚合:10%
4G:每两个slot都要发送DCI Grant信息。
5G:多个slot聚合,只发送一个DCI Grant信息,开销小。
2. 上行
1);MM:持平
2);单、多载波自适应:30%
用户一对多不对齐配对,RB不连续分配;
3);LDPC:未知
十二、5G相比4G覆盖增强
1. 下行
1)LDPC:未知
2)功率:2dB
LTE功率120w,5G功率200W。
2. 上行
1)LDPC:未知
2) 上下行解耦:11dB+
十三、5G相比4G时延增强
1. 短TTI
5G最短调度时长由LTE的1ms缩短到最短1/32毫秒。
2.自包含
把上下行反馈时长间隔缩短到单个slot里面,最短1/32毫秒内。
3. 上行免授权
上行免授权接入,减少时延。
4. 抢占传输
URLLC抢占资源。
5.导频前置
终端处理DMRS需要一定的时间。
6. 迷你时隙
选取几个符号作为传输调度单位,将调度时延进一步压缩。
2020-10-03 · 百度认证:北京知行锐景科技有限公司
使用5G网络的首要条件,必须要使用具有5G网络功能的5G手机;
将原手机卡的4G套餐升级为5G套餐,不需要更换手机卡。
了解了5G上网所需要的条件,那么,5G手机和4G手机主要区别在哪里呢?
5G基带芯片
5G手机与4G手机最大的不同就在于基带芯片上,需要支持5G网络。
基带芯片的功能,决定了我们的通讯方式,究竟是使用2G、3G、4G还是5G网络;
基带芯片算法的优良与否,直接对我们的网络信号起到决定性的作用;
基带芯片主要负责无线信号的调制和解调工作,类似家宽网络中的光猫。
华为巴龙5000基带芯片
2019年1月24日,华为在北京发布了旗下巴龙5000基带芯片。
该基带芯片在性能上,全方位的超过了高通骁龙X 50;
支持2至5G全网络制式,并且同时支持NSA、SA组网;
最高的下载速度6.5Gbps,3.5Gbps的上传速度。
该款基带芯片将来将广泛的应用于家庭CPE、手机、平板等设备。
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官方服务
- 官方网站
2019-03-18 · 查话费、办靓号、装宽带,尽在中国电信!
2019-10-03 · 用心坚持专业,真诚与您相伴
在高速率方面,5G 的网络速度是4G 的10倍以上。在5G网络环境比较好的情况下,1G的电影1-3秒就能下完,基本上不会超过10秒。
在低时延方面,人类眨眼的时间为 100 毫秒,而 5G 的时延已达到毫秒级别,仅为4G的十分之一,您在网络购票、抢红包时都能比普通4G客户更快一步,视频通话时也会有更好的交互体验。
在大容量方面,5G 网络连接容量更大,即使50个客户在一个地方同时上网,也能有100Mbps以上的速率体验。
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