5G是如何工作的？你需要了解的都在这里
既然5G网络如此重要，今天我们就继续科普，大致了解一下5G的工作原理和关键变革。
5G和4G，只是1个G的区别吗
快100倍
高端4G网络，可称为4G +，LTE-A或4.5G，可提供300Mbit / s的峰值下载速度。相比之下，5G承诺提供超过1Gb / s（1000Mbit / s）的速度，许多估计接近10Gb / s（10000Mbit / s）。
低延迟
如今我们已经通过云利用高端GPU的强大功能享受流畅的视频游戏流媒体服务，但是只有当5G时代到来的时候，它们才会真正融入生活。
永远连接
那么这对WiFi的未来意味着什么呢？5G可能标志着传统WiFi与蜂窝信号连接的结束，所有设备均采用5G NR标准。这将是一个真正“永远连接”的移动设备的新时代。你只需要寻求5G，而不是寻找iPad上的WiFi和iPhone的LTE信号。无论在哪里，设备都将保持连接状态。
NR
NR（new radio）代表所有不同运营商和服务提供的“新”网络标准的普遍性。与早期的4G不同，LTE，WiMAX和HSPA +让客户陷入困境，5G将全部按照这种“NR”标准运行。最终，5G将开启一系列互联网可能性，目前不可能采用当今的网络标准。
波形调制的不同
5G利用先前难以接近的30至300 GHz之间的高频毫米波无线电波。由于高昂的成本和严格的政府监管，它们被宣传并以“mmWave”的形式销售。毫米波的分组更紧密，其容量明显高于目前使用的标准亚5 GHz无线电波。虽然这些新的网络波允许极大的速度增加，但是更高的频率在对象穿透方面具有更大的难度。因此，2.4 GHz WiFi最适合厚水泥墙的家庭，而5 GHz是在最佳网络环境中实现峰值速度的理想选择。
环境支持
5G基础设施将比4G更复杂。在体育场，商场，剧院等公共场所将需要信号增强器和专门设计的设备，你的手机也需要更换。
它是如何工作的？
当你给某人打电话时，你的语音会被手机转换为电子信号，通过无线电波传输到最近的手机信号塔。呼叫到达另一个人的电话之前，它需要通过蜂窝塔网络。其他数据如照片和视频的传输也是一样的道理。
无线通信通过射频频谱传播。5G将使用新的更高的无线电频率，因为它们不那么混乱，并且它们携带信息的速度更快。
5G的另一个变化是运营商将能够将物理网络“切片”为多个虚拟网络：他们将能够根据其使用方式提供正确的网络片段，从而更好地管理其网络。
5G最初使用的是超高频频谱，它具有更短的射程但更高的容量，可以为在线访问提供大量的管道。
但考虑到距离和干扰问题，运营商开始探索低频频谱（这是目前使用的类型）以帮助5G穿越更远的距离以及通过墙壁和其他障碍物。
在接收端，你需要一部支持5G功能的手机才能连接到5G，因为它需要一组尚未提供的特定天线。
5G最大的新意：毫米波
什么是毫米波？这会是5G实现高速传输的关键所在吗？答案是肯定的。
毫米波，是指波长在1～10毫米的电磁波，其频率大约在30GHz~300GHz之间。它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼具两种波普的特点。
理论上讲，毫米波是光波向低频的发展与微波向高频的延伸。
从通信原理来看，无线通信最大信号带宽约在载波频率的5%左右，也就是说，载波频率越高，其可实现的信号带宽也就越大。
在毫米波频段中，28GHz与60GHz是最有望应用在5G通信的两个频段。其中，28GHz的可用频谱带宽可达1GHz，60GHz每个信道的可用信号带宽则可达2GHz。
所有蜂窝网络都使用无线电波来通过空中传输数据，标准网络使用较低频段（如700兆赫兹）的频谱。
通常，频段或频率越高，可以达到的速度越高。然而，更高频率会导致更短的范围。毫米波范围介于24千兆赫和100千兆赫之间，然而它有着一些明显的限制，比如传播损耗太大，覆盖范围太小等。
克服传播损耗、提高覆盖范围就意味着大把的金钱投入，因此在很长一段历史时期，毫米波段属于非常不实用不经济的蛮荒之地。
在材料方面，几乎没有电子元件或设备能够发送或者接收毫米波，生产能工作于毫米波频段的亚微米尺寸的集成电路元件也一直是很大的挑战。
然而，随着移动通信的飞速发展，30GHz之内的频率资源几乎被用完了。各国政府和国际标准化组织已经把所有的“好”频率都分配完毕，但还是存在频率短缺和频率冲突。
4G蜂窝系统的发展以及即将到来5G都依赖于合适的频率分配。问题是在现有范围内几乎没剩下什么频率了。
因此，在移动通信领域，毫米波就像美洲新大陆，给移动用户和移动运营商提供了全新的，“无穷无尽”的频率资源。
需求为创新注入了巨大的动力。近年来，生产出价廉物美的毫米波频段集成电路元件的技术难题迅速被攻克。
通过使用SiGe、GaAs、InP、GaN等新材料和新的生产工艺，工作于毫米波段的芯片上已经集成了小至几十甚至几纳米的晶体管，大大降低了成本。
由于3GPP决定5G NR继续使用OFDM技术，因此在其他方面5G并没有颠覆性的技术革新，毫米波就成了5G技术上最大的“新意”。
而5G其它新技术的引入，比如massive MIMO、新的numerology（子载波间隔等）、LDPC/Polar码等等，都与毫米波密切相关，都是为了让OFDM技术能更好地扩展到毫米波段。
因此，5G 也可以被称为“扩展到毫米波的增强型4G”或者“扩展到毫米波的增强型LTE”。
毫米波段的开发利用，为5G应用提供了广阔的空间和无限的想象。
去年今日2017.12.14：
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