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时间：2021-01-28 06:01
事实上不是“5G比4G要快“而是”為了比4G快，提出了5G“3G以后的每一代无线通信都是先提出目标，然后再考虑系统设计和技术选用
所以我们可以看看4G与5G所提出关于“快”嘚定义(目标)分别是什么：
大概可以理解为传输速率快，传输4G延迟有点高怎么办低
任何对通信数据传输速率的提升都绕不开香农信道容量公式：
那就很容易理解咯，我们在5G也会采用同样的方式来提高数据传输速率: 提升频带宽度和提升信噪比具体起来就是，
毫米波(提升频带寬度)
更先进的波束赋形(提升信噪比)
超大规模天线全双工无线(提升频带宽度和信噪比，空域)
1-4代无线通信中采用的300MHz-3GHz频谱有穿透性好，覆盖范围大等优点但是有一个很重要的缺点： 就是频带宽度太窄了！！这个频段内的无线设备太多了！！频谱已经快分完了。
频谱又不存在負的所以为了大容量高速率数据传输，只有往3GHz以上寻找可用频谱
我们往上看看，那就是毫米波频段了(3GHz-300GHz)毫米波频谱中存在两个特殊部汾，氧气吸收频段(57-64GHz)和水蒸气吸收频段(164GHz-200GHz), 这两种频段不能用来通信所以毫米波频段共有252GHz频带宽度可供使用 (此处应该再强调一下1-4代商用通信全嘟拥挤在3GHz以下频谱里)。
当然实际上5G是用不了那么多频带的在各国毫米波频谱划分里，分给5G的毫米波频段宽度大概有3-6GHz这已经足够把数据傳输速率提升10倍左右了。
不过需要强调的是5G标准需要三种频段，毫米波频段主要负责高速数据传输目前毫米波的标准还未确定。虽然毫米波已经在雷达航天和军用通信中都有使用，但是在民用通信中还有很多很多挑战。这也是当前非常非常火热的无线通信研究方向在这篇回答里就不深入介绍了。
4G中的基站天线是定向天线和全向天线混用(谢谢评论区提醒)5G中由于毫米波覆盖范围窄，路径损耗大复雜天气影响严重，所以需要通过波束设计完成发射能量聚焦从而提升接受信号能量，提升信噪比(此处请回忆信道容量公式)和覆盖范围。
波束赋形后的方向性波束可以帮助提升基站覆盖范围而且，基站能量会更加有效
实际上，由于5G中的波束赋形涉及Massive MIMO和毫米波的窄波束鼡户追踪、小区间波束切换调度和基站的LOS和NLOS问题会更加困难一些，这同样这是一个很棒的无线通信研究方向现在学术界很多人在考虑通过在基站覆盖范围内划分扇区，来帮助多天线波束切换
无线通信中的多天线系统需要对每个天线赋予权重，才能提高空间分集/或复用增益而现实情况下，这种算法是非线性的且计算复杂天线越多越复杂。
但是令人惊奇的是当天线数目非常非常多的时候，简单的线性预编码就可以很好的逼近最优结果所以Massive MIMO自从提出就吸引了大量目光。
5G中Massive MIMO可能会有大量应用不仅仅是大型宏基站，小型的毫米波发射器也有可能会装备Massive MIMO系统因为毫米波天线波束窄，天线长度短更适合Massive MIMO应用。
回到话题Massive MIMO的好处是最大程度利用空域 资源，可以通过波束賦形同时提供多个波束服务小区用户并可以同时提高用户的信噪比，提升数据传输速率但是Massive MIMO中预编码，信道估计一直是个难题
现存所有无线发射装置都是半双工的，半双工的意思是发送信号的同时不能接受信号---否则会干扰自己（毕竟不是人类，自己说的话暂时还区汾不清楚。。
全双工无线电就是同时收发信号这样可以把数据传输速率X2，当然代价是图中的自干扰(红色圆弧)问题甚至当用户过多時，用户之间的干扰也会X25G里的核心网设计是以C-RAN为主，这意味着可以通过中心化调度减轻自干扰同时可以利用方向性天线，波束赋形吸收屏蔽(absorptive shielding）和交叉极化(cross-polarization )完成收发机之间的孤立。
这样全双工无线电是可以应用在5G中的
上述就是5G中的物理层技术进展，联合起来使用也僦是怎么做到“传输速度快”的。
我们这里说的4G延迟有点高怎么办是round-trip latency大概可以理解为数据在接入网和核心网中往返所需的总时间。因为無线电的传播速度是相对固定的无法压缩，所以有两种方法降低：降低信令损耗和压缩网络处理过程
降低信令损耗的方式就是尽量减尐不必要的信令，比如
压缩网络处理，形象理解就是扁平化公司等级把决策权力下放。这样“向上汇报”次数少了僦会显著降低网络中不必要的开销。这其它答主也有提到
标准的压缩核心网方式，就是“不经过不必要的处理单元”换句话是控制结構和数据传输结构分离。当然现在还有很多其他的解决方案
一种比较好的压缩网络结构思路是现在学术界很火热的“fog computing”雾计算，就是把┅些重复性计算工作下放用无线接入端（基站等）做计算处理单元，这样就可以当做一种另类的“计算缓存”大大降低网络4G延迟有点高怎么办。
另外一种就是非常正统的当然也是非常热的研究方向"wireless caching”无线缓存，这种思路是缓存内容以降低传输4G延迟有点高怎么办。
这些就是5G中的4G延迟有点高怎么办部分进展主要是MAC层技术，大概在讲怎么有效调度资源怎么降低时延。
5G中还有其他很多不同的指标比如“降低能量损耗”，“提高用户服务质量”“提高小区容量”，这是每一句话都是一个非常大的话题背后有很多研究所，很多大学都莋出了非常棒的工作其中的每个小领域都有很多人在研究，但是因为跟问题无关我就不仔细介绍了
所以，您也可以看到5G是通信产业堺和学术界联合运作的结果，标准组织(产业界)提指标选择合适技术和指导技术方向，研究机构和大学提出解决方案完善技术路线（当嘫，时间顺序并不一定是这样的)如果解决方案中有瑕疵，那么学术界继续完善最终达到性能指标。
产业和学术一起合力最后才是完整的5G。
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