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1、5G关键技术到底有哪下载5G关键技术到底有哪些？问答有知识10级分类：互联网被浏览4517次2016.11.28满意答案匿名网友2016.11.28不久前，中国华为公司主推的Polar Code（极化码）方案，成为5G控制信道eMBB场景编码方案。消息一出，在网络上就炸开了锅，甚至有媒体用“华为碾压高通，拿下5G时代”来形容这次胜利。那么，媒体报道是否名副其实，除了编码之外，5G还有哪些关键技术呢？5G通信到底是什么 5G，顾名思义是第五代通信技术，3GPP定义了5G三大场景： 增强型移动宽带（eMBB，Enhance Mobile Broadband），按照计划能够在人口密集区为用户提供1G

2、bps用户体验速率和10Gbps峰值速率，在流量热点区域，可实现每平方公里数十Tbps的流量密度。 海量物联网通信（mMTC，Massive Machine Type Communication），不仅能够将医疗仪器、家用电器和手持通讯终端等全部连接在一起，还能面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景，并提供具备超千亿网络连接的支持能力。 低时延、高可靠通信（uRLLC，Ultra Reliable & Low Latency Communication），主要面向智能无人驾驶、工业自动化等需要低时延高可靠连接的业务，能够为用户提供毫秒级的端到端时延和接近1

3、00%的业务可靠性保证。 从中可以看出，相对于4G通信，5G通信能够提供覆盖更广泛的信号，而且上网的速度更快、流量密度更大，同时还将渗透到物联网中，实现智慧城市、环境监测、智能农业、工业自动化、医疗仪器、无人驾驶、家用电器和手持通讯终端的深度融合，换言之，就是万物互联。5G通信有哪些关键技术 有媒体将中国华为主推的Polar在信道控制eMBB场景中击败美国主推的LDPC和法国主推的Turbo2.0，认为是华为掌握了5G的核心专利，并用“华为碾压高通，拿下5G时代”来形容。但这种描述是比较值得商榷的。 本次高通和华为争夺的eMBB场景编码方案，就这件事情本身而言还不能成为核心专利。核心专利是由几

4、个体系来组成的，一般来说，物理层都认为是最核心的关键技术，这其中就包括编码，编码一方面可以传递信号，同时编码技术也可以增加抗干扰能力，Turbo2.0、Polar Code、LDPC就是目前法国、中国、美国主推的编码方案。 另外一个就是多址，多址技术指的是解决多个用户同时和基站通信的问题，怎么来分享资源的技术，第一代通信采用的是FDMA技术，第二代通信采用的是TDMA技术，第三代通信采用的是CDMA技术，第四代通信采用的是OFDMA技术，5G时代多址是一个很关键的争夺点，现在流行看法就是NOMA。不过，4G奠基性技术“软频率复用”的发明人杨学志不久前撰文NOMA只是一个误解，认为NOMA未必能

5、问鼎5G时代，依旧存在一定变数。 还有一项关键技术就是多天线，多天线是一种增加容量的技术，在理论上能把容量提高很多倍。简单的说，就是在现有多天线的基础上通过增加天线数，甚至配置数十根甚至数百根以上天线，支持数十个独立的空间数据流，实现用户系统频谱效率的大幅提升。现在比较火的是MIMO技术，大规模MIMO技术不仅能够在不增加频谱资源的情况下降低发射功率、减小小区内以及小区间干扰，还能实现频谱效率和功率效率在4G 的基础上再提升一个量级。此外，射频调制解调技术也属于关键技术。为何说“华为碾压高通，拿下5G时代”名不副实 所谓核心专利，是指能在物理层方面做出基础性的创新并掌握话语权的专利技术，所谓话

6、语权就是，一旦技术商用后，就具备狮子大开口的技术实力。比如高通在3G时代掌握拥有软切换和功率控制两大核心专利以及两千项外围专利，具备了像爱立信、华为、诺基亚、中兴等全球通信厂商征收“高通税”的技术资本。华为如果仅凭一项Polar码是构不成核心专利的，何况Polar码也并非华为原创。 美国高通主推的LDPC是由国际信息领域泰斗Gallager约五十年前提出的，经过50多年的发展和改进，技术已经非常成熟，虽然由于提出的时间较早，部分理念已经不能称之为先进，但经过多次改进和扩展，依旧是非常优秀的技术。 法国主推的Turbo2.0是Turbo的延伸和发展，Turbo码是4G时代使用的编码之一，在技术上

7、同样非常成熟。而中国主推的Polar码是由土耳其毕尔肯大学Erdal Arikan教授（是Gallager的学生）在2008年首次提出，polar码的优势在于纠错能力强，而且是世界上唯一一种已知的能够被严格证明达到信道容量的信道编码方法，这对于高带宽网络的规范管理具有重要的意义，在某些应用场景中已经取得了和Turbo码和LDPC码相同或更优的性能。但劣势也非常明显，就是诞生时间太短，技术不够成熟。 本次Polar码战胜LDPC码和Turbo码赢得的是eMBB场景短码控制信道。之前说过，3GPP定义了5G三大场景：增强型移动宽带（eMBB）、海量物联网通信（mMTC）、低时延、高可靠通信（uRL

8、LC）。而华为这次仅仅获得了eMBB场景中短码的控制信道，而高通却斩获了eMBB场景的长码和短码的编码信道，而且mMTC和URLLC场景的编码方案还悬而未决。抛开之前提到的多址技术、多天线技术、射频调制解调技术等关键技术，仅仅凭华为在编码上取得了eMBB场景中短码的控制信道，一些媒体就声称“华为碾压高通，拿下5G时代”，这既不符合客观实际，也颇有捧杀的嫌疑。诚然，本次能够在编码标准的制定上占据一席之地是中国通信产业取得的胜利和实力的体现，但也不可忘乎所以，将取得的局部性胜利定义为“拿下5G时代”。内容来自：科普中国美国等为何拒绝推广使用华为5G？ 华为5G技术第一，诺基亚排第二 来源: 硅谷分

9、析狮 时间: 2019-05-29 11:25:42现在，欧洲电信标准化协会(ETSI)发布了全球5G标准核心必要专利数量排名，这是华为继上一次统计后再度夺冠，其以1970件的专利数量拿下了第一。虽然诺基亚排在第二名，但是华为在数量上比对手多出了33%。华为5G网络专利遥遥领先，中兴大唐也在进步未来10年必然是5G网络的天下，所以厂商都在加码这个领域，而能直观展示厂商实力的，恐怕就是各自拥有的核心必要专利数量了。从欧洲电信标准化协会给出的数据来看，(截止到2018年12月28号)进行5G标准必要专利声明的企业共计21家，声明专利量累计为11681件。具体的排名上，华为以1970件5G声明专利排

10、名第一(占比17%)，其老对手诺基亚、爱立信分列二到五位，对应的专利数量分别是1471件(占比为13%)和1444件(占比12%)，而榜单上三星、LG、高通声明的专利数量分别是1448件(占比12%)、1316件(占比11%)和1146件(占比10%)。在世界知识产权组织发布的专利报告中，华为以14605个专利排名全球第七。此外，中国企业除华为外，中兴以1029件专利排名第6，占比9%;大唐以543件专利声明排名第9，占比5%。中国三家企业的专利声明总量为3542件，占总声明量的30.3%。华为5G为何领先？研发投入说明问题2018年年末的时候，欧盟送出的一份2018年欧盟工业研发投资排名，其

11、中着重介绍了全球企业研发投资的排名，押宝5G技术的华为排在全球第五名，2017-2018年的研发费用是113.34亿欧元(约合人民币891.1698亿元)。作为对比，苹果、英特尔和高通的研发费用则是，96.56亿欧元(约合人民币761亿元)、109.21亿欧元(约合人民币861亿元)和45.56亿欧元(约合人民币359亿元)，而诺基亚的研发费用是49.16亿欧元(约合人民币388亿元)，爱立信是32.6亿欧元(约合人民币257亿元)，单从研发投入费用上来说，华为要比苹果、高通、诺基亚等要多得多，毕竟研发费用的多少，直接决定着公司的创新力。欧盟委员会在调查中指出，华为研发费用一年增长了16.6%

12、，而接下来增长率都不会低于这个水平，主要是5G技术上他们投入了巨大资金，这也是他们在行业内领先的主因(是为数不多现在就能够提供端到端5G服务的厂商)。华为目前5G进度和阻碍华为主推的Polar Code(极化码)被认定为5G控制信道eMBB场景编码最终方案，这个标准可以同时满足ITU的超高速率、低时延、大连接的移动互联网和物联网三大类应用场景需求。在之前的3GPP的5G毫米波商用通话等一系列测试中，华为完成了对自家Balong 5G基带的测试，而现在他们已经有能力题提供5G网络下端到端的全方案支持。2018年12月18日，华为公司轮值董事长胡厚?首次对外表示，他们已获得了超过25份5G商业合同

13、，在5G商业合同方面处于全球领先地位，并已出货了逾1万个5G基站。目前，华为5G遇到的阻力同样不小，以美国为首的不少国家，都在极力的去阻止他们进入，比如之前美国四大运营商AT&T、Verizon、Sprint和T-Mobile集体宣布，5G设备的供应商将把华为和中兴排除在名单外，随后韩国运营商SK Telecom也宣布拒绝引入华为5G技术，而日本几大运营商也表露出了相同的意思，对此华为表示，不公平把他们逼向了世界第一。5G技术通俗讲解（转载）2018年05月30日 11:32:41 MR丶XYZ 阅读数 3924互联网改变了世界，移动互联网重新塑造了生活，“在家不能没有网络，出门不能忘带手机”

14、已成为很多人的共同感受。人们对动互联网的要求是更高速、更便捷、更强大、更便宜，需求的“更”是没有止境的，这促使着移动互联网技术突飞猛进，技术体制的更新换代也随之越来越快。很多用户刚刚踏入4G的门槛，5G时代很快就要来到了。5G该会有什么样的技术？很多专家都有过预测，但能让外行人能看懂的文章一篇都没有，毕竟通信专业的门槛较高，特别是对未来技术的演进问题更难以科普，这篇文章的写法很特别，初中生水平就能看懂，通篇只需要您懂一个公式【光速=频率波长】。一、绪论1、双驼峰规律一项新技术概念出现后，在业界会出现一个研究讨论的*，这是第一个驼峰。相关的学术论文会产为热点，成堆的博士硕士依托这项新技术完成了毕

15、业论文，虽然很热闹，但这仅仅局限在学术研讨层面上，而在具体的技术实现方面还存在着很多问题，或者因成本原因而根本无法量产。研究讨论*逐渐降温，这是第一个驼峰的下落期，接下来是低调务实的技术攻关，这个平台期可能几年也可能一二十年，当技术问题都解决后，就会迎来商家量产和投入市场的热潮，这就是第二个驼峰。按照国际电信联盟关于2020年的规划，5年后就要全面进入5G了，而到现在核心技术体系还没有确立。回顾3G技术发展史，国际电信联盟于1998年6月30日接收了3G技术提案，并迎来了第一个驼峰期，直到2009年1月7日,工业和信息化部正式发放了三张3G牌照，这才进入到第二个驼峰，平台期持续了11年，特别是

16、三张牌照之一的TD-SCDMA，直到2013年才真正成熟，平台期长达15年，可刚成熟4G时代就来临了。按照“双驼峰规律”，5年后将在全球推广使用的技术，应在2010年左右就迎来第一个驼峰，而不会在2020前的两三年横空出世，然后迅速被国际电信联盟确定为全球的5G标准，这违反了一般的技术发展规律，不太可能成真。2、通信技术的极限通信技术可以用八个字概括，那就是调制、解调、编码、解码，这些技术发展到现在，已经普遍到了平台期，例如编码的效率已经接近了极限，内部挖潜增效的余地越来越小，有些业界大牛甚至觉得通信已经没啥搞头了，转行去了医疗设备行业，把其扎实的通信功底用在了高精尖医疗电子设备研发方面，以追

17、求更有希望的未来。您可能会有疑问：科学技术越来越强，为什么不能把极限突破了呢？其实通信技术的极限并不是技术工艺方面的限制，而是建立在严谨数学基础上的推论，在可以遇见的未来是基本不可能突破的。根据技术发展的“双驼峰规律”和通信技术发展的现状，不大可能会在未来几年里横空出世个令人惊异的新技术，5G技术应是现有技术的新组合，是4G技术的再演进。为什么要有个“再”字？因为4G LTE的后三个字母就是长期演进的意思，5G应是在4G基础上的再演进。二、5G关键技术1、增加带宽是关键5G最显著的特点是高速，按规划速率会高达1050Gbps，人均月流量大约有36TB，如此高的速率该靠什么资源来支撑呢？必须要靠

18、更大的带宽！带宽用字母B来表示，它就好比是道路宽度，最大速率用C来表示，它就好比是道路的最大车流量。显然易见，4车道的最大车流量是2车道的2倍，8车道的是2车道的4倍，这非常好理解。增加车道数是提高最大车流量最直接有效的方法，同样地，提高速率的最直接有效的方法就是增加带宽。我依然记得读研究生时，老师在讲到带宽时掷地有声地说“你们给我记住：高速就是宽带，宽带就是高速！”。人们对通信速率要求越来越高，迫使着信道的带宽就越来越宽，几根电话线的带宽不够，那就增加到几百根，几百根不够就换成同轴电缆，电缆带宽不够就换成光纤，有线通信的带宽就是这样一代代地递增着。而手机通信使用的是无线信道，那它的带宽是如何

19、增加的呢？核心方法就是采用更高的频段。上过初中的都知道【光速=频率波长】这个公式，知道这个公式就能看懂上面这个表格了，频率与波长成反比，两者之积等于光速，即30万公里/秒。请看表格中两个*块的数据，数值都是330，但单位不同，甚低频段的整个带宽是27kHz,超高频段的整个带宽是27GHz,后者是前者的100万倍！由此可见，频段越高且带宽越大，这点非常好理解，好比是低保户和大富豪都拿出全部的财产，后者会比前者多得多。所以关系就来了：5G时代若想更高速，就得使用更大的带宽，而要取得更大的带宽，就得使用更高的频段。4G之前使用是特高频段，5G就得往超高频甚至更高的频段发展了。根据国际电信联盟的专家预

20、测，将来有可能使用30GHz60GHz的频段，俄罗斯专家甚至提出了80GHz的方案。30GHz以上的频段，比上表中最后一项的超高频还要高，其波长自然要比厘米段更短，那就是更短的毫米波，因此毫米波就顺理成章地成为了5G的一项关键技术。2、毫米波技术电波传播的特性很有趣，频率越高（即波长越短）的电磁波，就越倾向于直线传播，当高到红外线和可见光以上时，就一点也不打弯了，这是个渐进的过程。毫米波一般不用于移动通信领域，原因就是它的频率都快接近红外线了，信道太“直”，移动起来不容易对准。请想象一个场景，您拿着激光笔指远处墙壁上的图钉，是不是一件很困难的事？例如卫星车就很难“动中通”，开动起来车身摇摆，天

21、线（就是那个大锅）就很难对准卫星，通常只能驻车后工作，而且必须精细调整天线的角度，使其电波的辐射方向正对着卫星，否则就无法通信。手机是移动使用的，不可能打电话时还举着手机瞄准准基站的方向，那样实在是反人性。虽然在非正对方向也有信号，但强度会明显衰弱，使用体验会比4G之前要差得多。电磁波有五种传播模式，相对于未来的5G时代，我们现在手机的频率要低得多，其绕射能力还是不错的，楼房阴影处的信号也没太大问题，因为信号可以绕着到达。而未来5G的频率会高得多，绕射能力会下降，信号只能傻楞楞地直着走，以往信号能到达的犄角旮旯就到不了了，那该怎么办呢？这就引出了更一项技术微基站技术。3、微基站技术请您脑补一个

22、场景，小区中心只立着一盏路灯，阴影面积当然会很大，而如果在小区里均匀设置很多路灯，阴影面积则会小得多了。所以说，将传统的宏基站变成站点更多密度更大的微基站，是解决毫米波“直线问题”的有效方法。这只是微基站的一个原由，还有一个更强大的原由。5G时代的入网设备数量会呈爆炸性的增长，单位面积内的入网设备可能会增至千倍，若延续以往的宏基站覆盖模式，即使基站的带宽再大也无力支撑。这个原由很好理解，以前的宏基站覆盖1000个上网用户，这些用户均分这个基站的速率资源，而进入5G时代后用户的速率要求高多了，一个基站的资源就远远不够分了，只能布设更多的基站，例如让每个基站只负责20个用户，分餐的人少了，每个人自

23、然就能多吃。基站微型化则设布设密度会加大，为避免基站之间的频谱互扰，基站的辐射功率谱就会降低，同时手机的辐射功率也会降低，这有两个好外，一是功耗小了待机时间会增加，二是对人体的辐射会降低。传统基站好比是房屋中间的火炉子，近处烫远处冷，而5G的微基站就好比是地暖，发热均匀更加舒适。微基站数量大幅度增加后，传统的铁塔和楼顶架设方式将会扩展，路灯杆、广告灯箱、楼宇内部的天花板，都会是微基站架设的理想地点。波长缩短到毫米波还会有什么影响呢？还会影响到手机天线的变化，这就是下一节要说的5G另一项技术高阶MIMO。4、高阶MIMO根据天线理论，天线长度应与波长成正比，大约在1/101/4之间，当前手机使用

24、的是甚高频段（即分米波），天线长线大约在几厘米左右，通常安装在手机壳内的上部。天线的长度为什么应在波长的1/101/4之间？因为这个比例可使电波的辐射和接收更有效，为什么会更有效？这我就不知道了，这得问物理学家。5G时代的手机频率在提升几十倍后，相应的手线天线长度也会降低到以前的几十分之一，会变成毫米级的微型天线，手机里就可以布设很多个天线，乃至形成多天线阵列。多天线阵列要求天线之间的距离保持在半个波长以上，手机的面积很小，现在的手机天线是几厘米长，多天线阵列是难以设置的。而随着天线长度的降低，特别是5G时代的毫米尺寸天线，就可以布设多天线阵列了，就给高阶MIMO技术的实现带来了可能。啥是MI

25、MO呢？其英文简写是“多入多出”的意思，高阶MIMO的意思是指基站与手机之间有很多对的信道并行通信，每一对天线都独立传送一路信息，经汇集后可成倍提高速率，这当然是件极好的事。不知您是否思考过这个问题：因为基站不知道您在哪个方位，所以它跟你通信使用的电磁波是全向辐射的，就好像是电灯泡发出的光那样，只有到达你手机的辐射才是有用的，其它方向的辐射都是浪费的，这种巨大的无用辐射还成为了其它手机的干扰。如上图所示，因为手电筒的能量更集中，所以比灯泡照的更远，基站与某部手机的关系就相当于光源与被照射物的关系，现在基站与手机的关系就是灯泡模式，不管手机在哪个方位，都会把针对这部手机的信号进行全向的辐射，当然

26、绝大多数非正对方向的能量都是浪费掉了，而且还成为了其它手机的干扰。能不能把灯泡模式改成有指向性的手电筒模式呢，即把上图左面的全向辐射样式改成右面的这种窄波瓣样式呢？从而提高能量的使用效率？这就是下节要说到的波束赋形技术。5、波束赋形技术中国主导的3G国际标准TD-SCDMA有六大技术特点，其中有一项就是智能天线，在基站上布设天线阵列，通过对射频信号相位的控制，使得相互作用后的电磁波的波瓣变得非常狭窄，并指向它所提供服务的手机，而且能跟据手机的移动而转变方向。由全向的信号覆盖变为了精准指向性服务，这种新形式的无线电波束就不会干扰到其它方向的波束，从而可以在相同的空间中提供更多的通信链路，这种充分

27、利用空间的无线电波束技术是一种空间复用技术，这种技术可以极大地提高基站的服务容量。遗憾的是这项技术并非在3G时代得到应用，但在5G入网设备数量成百上千倍增加的情况下，这种波束赋形技术所能带来的容量增加就显得非常有价值，波束赋形技术很可能成为5G的关键性技术之一。波束赋形技术不仅能大幅度增加容量，还可大幅度提高基站定位精度，当前的手机基站定位的精度很粗劣，这是源于基站全向辐射的模式。而当波束赋型技术成功应用后，基站对手机的辐射波瓣是很窄的，这就知道了手机相对于基站的方向角，再加上通过接收功率大小推导出手机与基站的距离，就可以实现手机的精准定位了，并因此而扩展出非常多的定位增值服务。6、综合分析任

28、何更新换代的关键性技术，都必须是经历过多年研究的成熟技术，按规划还有5年就要进入5G时代了，不太可能突然出现一个全新的技术并被吸纳为5G的国际标准中，考察5G的技术发展脉络还得从成熟技术中寻找答案。在传统的宏基站大覆盖的情况下提速是非常困难的，20%的频谱利用率的提升都是了不起的成就，而在5G时代的千倍提速要求面前，这种内部挖潜的方法是行不通的，只有通过大幅度的加大带宽才有可能。加大带宽是起点，由此而产生的毫米波、微基站、高阶MIMO、波束赋型等都是顺理成章的技术趋势。只要把基站做得足够小，其服务范围变窄了，单个用户获得的资源就能足够大，速度就可以提高到足够快。所以说，5G的任何一项关键技术都不会有革命性的突破，其上千倍综合能力的提升，更多地是来自移动网络的重新布局。