5G實(shí)現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)原來跟差分晶振有這么大關(guān)系
來源：http://www.element79mechanical.com 作者：億金電子 2019年08月10
近兩年有關(guān)5G的各種報(bào)道早就傳的沸沸揚(yáng)揚(yáng),不管是5G的網(wǎng)絡(luò)速度還是5G用途都吸引著廣大用戶的好奇心.都說5G手機(jī)比4G上網(wǎng)速度快.目前4G的峰值下載速率為1Gbps,下載一部高清電影可能要花半個(gè)多小時(shí)的時(shí)間.而5G的峰值速率有望達(dá)到10Gbps,下載同樣一部電影可能只要花幾分鐘時(shí)間.有人說,這只不過是炒作罷了.那到底5G的網(wǎng)絡(luò)是不是真如傳說中的那么快速呢？
關(guān)于5G未來將實(shí)現(xiàn)超大網(wǎng)絡(luò)容量,提供千億設(shè)備的連接能力,滿足物聯(lián)網(wǎng)通信.也因此5G成為一項(xiàng)通用目的技術(shù),應(yīng)用范圍遠(yuǎn)超4G,因此對(duì)上下游產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)力將更為突出.例如,eMBB場(chǎng)景下的虛擬現(xiàn)實(shí)、uRLLC場(chǎng)景下的智能制造,這些都是規(guī)模巨大的產(chǎn)業(yè),而這些產(chǎn)業(yè)背后所需的電子元件包括傳感器,IC,貼片晶振,石英晶體振蕩器,芯片等.
5G的經(jīng)濟(jì)價(jià)值不僅體現(xiàn)在創(chuàng)造巨大的財(cái)富上,還體現(xiàn)為對(duì)其他產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域的改造和提升上,帶來社會(huì)生產(chǎn)和生活的全方位變革.遠(yuǎn)的我們不說,就拿人人都熟悉的手機(jī)來講,5G手機(jī)速度快,主要依靠哪些技術(shù)？
絡(luò)變化.JPG)
頻譜擴(kuò)展
5G網(wǎng)絡(luò)和4G大不同.首先從頻譜來看,1G到4G無線通信采用的 300MHz~3GHz 頻譜具有穿透性、覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn),但存在一個(gè)非常致命的缺點(diǎn)：頻帶寬度過于狹窄,位于頻段內(nèi)的無線設(shè)備數(shù)量眾多,頻譜分配即將枯竭.
全球5G先發(fā)頻段則是C波段（頻譜范圍為3.3GHz-4.2GHz、4.4GHz-5.0GHz）和毫米波頻段26GHz/28GHz/39GHz.此外,5G采用了寬頻方式定義頻段,形成了少數(shù)幾個(gè)全球統(tǒng)一頻段,大大降低了手機(jī)支持全球漫游的復(fù)雜度.5G的最大帶寬由20MHz增加到在C波段上最大支持100MHz,在毫米波上最大支持400MHz.
差分輸出晶體振蕩器
差分晶振也就是差分輸出石英晶體振蕩器,自身具有能夠識(shí)別微小信號(hào)的特點(diǎn),啟振速度快至0秒,超高精密,低相位噪聲,低抖動(dòng),差分晶振是普通石英晶體振蕩器所達(dá)不到的,在5G應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)超快的傳輸速度.
新波形
5G采用基于OFDM化的波形和多址接入技術(shù).OFDM技術(shù)被當(dāng)今的4G LTE和Wi-Fi系統(tǒng)廣泛采用.因其可擴(kuò)展至大帶寬應(yīng)用,可具有高頻譜效率和較低的數(shù)據(jù)復(fù)雜性,因此能夠很好地滿足5G要求.OFDM 技術(shù)家族可實(shí)現(xiàn)多種增強(qiáng)功能,例如通過加窗或?yàn)V波增強(qiáng)頻率本地化、在不同用戶與服務(wù)間提高多路傳輸效率,以及創(chuàng)建單載波OFDM波形,實(shí)現(xiàn)高能效上行鏈路傳輸.
波束成形
Massive MIMO由于每個(gè)天線陣列集成了更多的天線,因此其主要挑戰(zhàn)是減少干擾.如果能有效地控制這些天線,讓它發(fā)出的每個(gè)電磁波的空間互相抵消或者增強(qiáng),就可以形成很窄的波束,而不是全向發(fā)射.這樣就能將有限的能量都集中在特定方向上進(jìn)行傳輸,不僅可使傳輸距離更遠(yuǎn),而且還能避免信號(hào)的干擾,這種將無線信號(hào)（電磁波）按特定方向傳播的技術(shù)就叫做波束成形（beamforming）.
這一技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不僅如此,它可以提升頻譜利用率,通過這一技術(shù)便可同時(shí)從多個(gè)天線發(fā)送更多信息.因此,波束成形可以解決毫米波信號(hào)被障礙物阻擋以及遠(yuǎn)距離衰減的問題.
全雙工濾波器
最近幾年,同時(shí)同頻全雙工濾波器技術(shù)吸引了業(yè)界的注意力.5G網(wǎng)絡(luò)采用該技術(shù),在相同的頻譜上,通信的收發(fā)雙方同時(shí)發(fā)射和接收信號(hào),與傳統(tǒng)的TDD和FDD雙工方式相比,從理論上可使空口頻譜效率提高1倍.全雙工濾波器技術(shù)能夠突破FDD和TDD方式的頻譜資源使用限制,使得頻譜資源的使用更加靈活.
高級(jí)信道編碼設(shè)計(jì)
目前LTE網(wǎng)絡(luò)的編碼還不足以應(yīng)對(duì)未來的數(shù)據(jù)傳輸需求,因此迫切需要一種更高效的信道編碼設(shè)計(jì),以提高數(shù)據(jù)傳輸速率,并利用更大的編碼信息塊契合移動(dòng)寬帶流量配置,同時(shí),還要繼續(xù)提高現(xiàn)有信道編碼技術(shù)（如LTE Turbo）的性能極限.
關(guān)于5G未來將實(shí)現(xiàn)超大網(wǎng)絡(luò)容量,提供千億設(shè)備的連接能力,滿足物聯(lián)網(wǎng)通信.也因此5G成為一項(xiàng)通用目的技術(shù),應(yīng)用范圍遠(yuǎn)超4G,因此對(duì)上下游產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)力將更為突出.例如,eMBB場(chǎng)景下的虛擬現(xiàn)實(shí)、uRLLC場(chǎng)景下的智能制造,這些都是規(guī)模巨大的產(chǎn)業(yè),而這些產(chǎn)業(yè)背后所需的電子元件包括傳感器,IC,貼片晶振,石英晶體振蕩器,芯片等.
5G的經(jīng)濟(jì)價(jià)值不僅體現(xiàn)在創(chuàng)造巨大的財(cái)富上,還體現(xiàn)為對(duì)其他產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域的改造和提升上,帶來社會(huì)生產(chǎn)和生活的全方位變革.遠(yuǎn)的我們不說,就拿人人都熟悉的手機(jī)來講,5G手機(jī)速度快,主要依靠哪些技術(shù)？
5G網(wǎng)絡(luò)和4G大不同.首先從頻譜來看,1G到4G無線通信采用的 300MHz~3GHz 頻譜具有穿透性、覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn),但存在一個(gè)非常致命的缺點(diǎn)：頻帶寬度過于狹窄,位于頻段內(nèi)的無線設(shè)備數(shù)量眾多,頻譜分配即將枯竭.
全球5G先發(fā)頻段則是C波段（頻譜范圍為3.3GHz-4.2GHz、4.4GHz-5.0GHz）和毫米波頻段26GHz/28GHz/39GHz.此外,5G采用了寬頻方式定義頻段,形成了少數(shù)幾個(gè)全球統(tǒng)一頻段,大大降低了手機(jī)支持全球漫游的復(fù)雜度.5G的最大帶寬由20MHz增加到在C波段上最大支持100MHz,在毫米波上最大支持400MHz.
差分輸出晶體振蕩器
差分晶振也就是差分輸出石英晶體振蕩器,自身具有能夠識(shí)別微小信號(hào)的特點(diǎn),啟振速度快至0秒,超高精密,低相位噪聲,低抖動(dòng),差分晶振是普通石英晶體振蕩器所達(dá)不到的,在5G應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)超快的傳輸速度.
新波形
5G采用基于OFDM化的波形和多址接入技術(shù).OFDM技術(shù)被當(dāng)今的4G LTE和Wi-Fi系統(tǒng)廣泛采用.因其可擴(kuò)展至大帶寬應(yīng)用,可具有高頻譜效率和較低的數(shù)據(jù)復(fù)雜性,因此能夠很好地滿足5G要求.OFDM 技術(shù)家族可實(shí)現(xiàn)多種增強(qiáng)功能,例如通過加窗或?yàn)V波增強(qiáng)頻率本地化、在不同用戶與服務(wù)間提高多路傳輸效率,以及創(chuàng)建單載波OFDM波形,實(shí)現(xiàn)高能效上行鏈路傳輸.
Massive MIMO由于每個(gè)天線陣列集成了更多的天線,因此其主要挑戰(zhàn)是減少干擾.如果能有效地控制這些天線,讓它發(fā)出的每個(gè)電磁波的空間互相抵消或者增強(qiáng),就可以形成很窄的波束,而不是全向發(fā)射.這樣就能將有限的能量都集中在特定方向上進(jìn)行傳輸,不僅可使傳輸距離更遠(yuǎn),而且還能避免信號(hào)的干擾,這種將無線信號(hào)（電磁波）按特定方向傳播的技術(shù)就叫做波束成形（beamforming）.
這一技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不僅如此,它可以提升頻譜利用率,通過這一技術(shù)便可同時(shí)從多個(gè)天線發(fā)送更多信息.因此,波束成形可以解決毫米波信號(hào)被障礙物阻擋以及遠(yuǎn)距離衰減的問題.
全雙工濾波器
最近幾年,同時(shí)同頻全雙工濾波器技術(shù)吸引了業(yè)界的注意力.5G網(wǎng)絡(luò)采用該技術(shù),在相同的頻譜上,通信的收發(fā)雙方同時(shí)發(fā)射和接收信號(hào),與傳統(tǒng)的TDD和FDD雙工方式相比,從理論上可使空口頻譜效率提高1倍.全雙工濾波器技術(shù)能夠突破FDD和TDD方式的頻譜資源使用限制,使得頻譜資源的使用更加靈活.
高級(jí)信道編碼設(shè)計(jì)
目前LTE網(wǎng)絡(luò)的編碼還不足以應(yīng)對(duì)未來的數(shù)據(jù)傳輸需求,因此迫切需要一種更高效的信道編碼設(shè)計(jì),以提高數(shù)據(jù)傳輸速率,并利用更大的編碼信息塊契合移動(dòng)寬帶流量配置,同時(shí),還要繼續(xù)提高現(xiàn)有信道編碼技術(shù)（如LTE Turbo）的性能極限.
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