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北邮通信博士万字长文,带你秒懂 4G/5G 区别!

2019-09-04 18:01:29 来源:CSDN公众号 作者:王振洲

注:图中速率均不考虑载波聚合等,特别感谢华为资深工程师赖振波提出的建议

实际上,为了统一全球通信标准以方便用户国际漫游等需求,自从3G以来,ITU一直致力于从各地区的工作小组和工作论坛中搜集整理未来通信行业需要解决的问题,并每十年左右发布一次官方建议文件,作为此代通信系统的设计目标,并从全世界收集符合该目标的技术标准,这些标准通常由类似3GPP或者IEEE的组织制定提交,由ITU验证评估。 

可以认为这些快速迭代的建议目标是符合当下未来十年的通信需求的。当然,因为商业和政策问题,当存在竞争标准时,符合这些目标的标准集合不一定会完全成功,两个非常典型的例子就是TD-SCDMA和WiMax。

那为什么ITU需要发布IMT-2020(5G)建议?

一些数据可能能够说明问题:

截止 2016 年底,LTE系统已经覆盖了21. 7 亿人,包含世界上大部分国家地区 ,连接数几乎以每年翻倍的势头增长, 2015 年LTE的连接数达到十亿,预计到 2021 年可能达到 43 亿。如果想要用LTE系统同时服务物联网设备,那么 2022 年左右总连接数可能达到 180 亿,这已经完全超过了当前LTE系统的负载能力。 

当然,一种比较简单粗暴的想法是直接增加基站,但是这样做又会带来很多新问题:在4G(IMT-Advance)的设计目标里,并没有考虑能耗和二氧化碳排放量等等问题;虽然3GPP提出的LTE系统有考虑物联网设备,但是物联网本身的关键性能也没有在4G的设计目标占据一席之地;更加严重的问题是,因为4G中技术选型、调制方式设置和单载波频带宽度等等问题,4G网络已经达到它设计之初的理论速度上限[2],与之类似的还有频谱利用率,移动性,服务质量等等指标。 

当房子里的住户每次走进房门都需要考虑是不是撞到头的时候,或许就是考虑换个门的时候了。 

因此,ITU在 2015 年提出了新的IMT- 2020 目标,5G拉开了序幕。

    

      

IMT- 2020 是第五代移动通信系统的需要满足的目标。单纯就IMT- 2020 来说,其增强型移动宽带的峰值数据速率需要达到10Gbit/s,在某些场景下需要支持20Gbit/s的峰值数据速率;用户有望体验到的带宽达100Mbit/s;整个网络的能耗应当比现存的IMT-advanced系统低 100 倍;无线往返延迟<1ms;支持500km/h的高移动性服务等等;同时划分了三个重要场景增强型移动宽带(eMBB),海量机器通信(mMTC)和超可靠低延迟通信(URLLC)。 

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