界读丨你以为5G已经是信号传输的结束了?不5G只是开始

原创 欧界科技  2020-05-20 21:03 

欧界报道:

最近,中国联通与中兴通讯公司签署6G联合战略合作协议。双方将针对6G高潜关键技术,包括空天地一体化技术、太赫兹通信技术、可见光通信技术等内容展开合作研究,积极推动6G与卫星网络、物联网、车联网、工业互联网深度融合。

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在全球范围,6G的研发也在紧锣密鼓进行着。早在2018年,芬兰就开始研究6G相关技术。2019年3月,美国联邦通讯委员会(FCC)一致投票通过开放"太赫兹波"频谱的决定,以期其有朝一日被用于6G服务。此外,欧盟、俄罗斯等也正在开展相关工作。

5G(第5代移动通信)使用的低频频段,跟我们现在用的4G(第4代移动通信)没有本质差异,主要是通过多输入与多输出技术(MIMO),非正交复用技术(NOMA)来提升信道的容量。到了6G阶段,由于5G技术已经逼近"香农极限",所以会采取提升信道带宽的方式。现代信息论的创始人香农在1949年提出了著名的香农公式,严格证明了在被高斯白噪声干扰的信道中,传送的最大信息速率C由下述公式确定:C=H*log₂(1+S/N)。

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目前人类通讯技术已经达到极限的90%了。这意味着只要香农信息论没有被推翻,未来人类无论发明什么样的调制方式,多么先进的编码方式,相对于4G系统里的256QAM调制和Turbo码的效率提升,都只能有个位数的百分点。难道人类可以就此止步不前了吗?当然不会。

多天线技术就是人类想出的方法之一。4G标准里的MIMO技术,5G标准里的相控阵波束成形技术,都是多天线的应用。需要强调的是,MIMO和波束成形技术并没有打破香农极限。香农极限应对的是单一信道,MIMO和波束成形实际上是用多天线在同一频点上制造了多个信道,在每个信道里都是符合香农极限的。

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总而言之,人类科技进步不会停下脚步,5G系统在逼近香农极限的情况下提供了4G系统10倍的速率,是整个通讯行业努力的结果,是巨大的技术进步。如果停止不前,等上10年或者100年,再开发下一代系统,那才是人类的悲哀。

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