3G4G5G系统天线技术的差异

4G技术与5G技术的对比按照预期，最终5G的传输速率将可实现1Gb/s，比4G快十倍以上，要如何实现?这其中的关键技术在于5G采用了毫米波。

1. 什么是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?实际上，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。

此外，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。

与5G通信相比，4G-LTE的频段最高频率约在2GHz左右，因而其可用频谱带宽只有100MHz;使用毫米波频段，频谱带宽则可翻10倍，传输速率也将更快。

因此，5G将不仅仅意味着10秒传输一部1GB电影，其还将支撑例如云端游戏、虚拟现实等更多的应用。

2. 宝贵的频带资源众说周知，无线通信依托于电磁波传播，最宝贵的资源莫过于频带。

目前，电信业者已开始研究毫米波技术，以便找到最适合移动应用的频率范围。

为了统一全球的毫米波频率标准，国际电信联盟(ITU)在近期的世界无线电通讯大会结束后，公布了24GHz到86GHz之间的全球可用频率的建议列表，最后28GHz、39GHz与73GHz三个频带逐渐脱颖而出。

基于28GHz在美国、韩国与日本的可用性，加之美国电信业者早期现场测试的投入，该频谱无论是否成为国际标准，都可能直接成为美国的移动技术应用。

此外，韩国于2018年奥运展示5G技术的目标，也可能在标准组织确定5G标准之前，率先推动28GHz技术用于消费型产品上。

尽管目前仍无法确认28GHz是否可以广泛用于5G应用，但该频率在现阶段绝对非常重要。

3G、4G、5G有何不同之处，你真的懂吗？3G技术还未远去，4G技术方兴未艾，5G技术已蓄势待发。

本文从技术层面全面解析了关于3G、4G、5G的不同之处：1.无线通信传递媒介：电磁波，2.无线通信传递通道：带宽，3.带宽与数据传输率的差异，4.数字调变技术，5.多任务技术，6.4G 与 5G 的技术发展目的：增加频谱效率与带宽。

智能型手机的问世除了带动行动世代的崛起，更加速通讯技术的革新，在几年间，数据传输率的增加让用户享受高速行动网络新体验，3G、4G、5G 的议题热度也始终居高不下，并跃居产官学研等单位的研究主题。

但是一般人对 4G 乃至于 5G 的认知，就是手机上网的速度更快，并不了解背后的科学含意，本文将从不同通讯世代的角度切入，一步步带领读者认识这些技术背后的原理，到底什么是电磁波?什么是带宽?不同世代的差别又在哪里?移动电话的世代我们常常听到广告说：4G LTE，其中 G 代表「代(Generation)」，4G 代表第四代，是为了与之前的第二代(2G)、第三代(3G)移动电话做出区隔，我们以目前全球市占率最高的欧洲系统来说明，这也是目前台湾所使用的系统：第二代移动电话(2G)：GSM 系统只支持线路交换(注)的语音信道，主要透过语音信道打电话与传送简讯，GPRS 系统支持分组交换因此可以上网，但是由于利用语音信道传送数据封包，因此上网的速度很慢。

第三代移动电话(3G)：UMTS 系统支持分组交换(注)，可以用更快的速度上网，由于 3G 的手机同时支持 2G ，因此当我们使用 3G 的手机讲电话或传简讯时，其实是使用 GSM 系统的语音信道来完成。

·第四代移动电话(4G)：LTE / LTE-A 系统支持分组交换，可以用更快的速度上网，由于 4G 的手机大多同时支持 3G 与 2G，因此在手机找不到 LTE 基地台时仍然会以 UMTS 基地台上网，讲电话或传简讯时仍然是使用 GSM 系统的语音信道来完成。

分别总结2G3G4G和5G系统的基站架构2G系统基站架构：2G系统的基站架构主要包括基站控制器（Base Station Controller，BSC）、基站收发信机（Transceiver，TRX）和天线系统。

BSC负责管理和控制多个基站进行无线资源的分配和管理，TRX负责无线信号的发送和接收，天线系统则负责向用户提供无线信号覆盖。

BSC通过网关与核心网相连，实现用户的语音和数据通信。

2G系统的基站架构相对简单，容量有限，仅能提供基本的语音通信功能。

3G系统基站架构：3G系统的基站架构相对于2G有了较大的变化。

其主要包括基站控制器（Base Station Controller，BSC）、基站传输控制器（Node B）、RNC（Radio Network Controller）和天线系统。

Node B负责无线信号的发送和接收，相比于2G系统的TRX具有更强的处理能力和数据传输速率。

RNC是3G系统的核心，负责管理和控制多个Node B的无线资源，同时也负责与核心网进行通信，实现语音和数据的传输。

3G系统基站架构相对复杂，支持更高的数据通信速率和更多的业务类型。

4G系统基站架构：4G系统的基站架构相对于3G有了进一步的演进。

其主要包括基站控制器（Base Station Controller，BSC）、基站传输基站传输控制器（eNodeB）和天线系统。

eNodeB是4G系统的核心，集成了传统Node B和RNC的功能，具有更强的处理能力和更快的数据传输速率。

BSC负责管理和控制多个eNodeB的无线资源，并与核心网进行通信。

4G系统基站架构相对于3G有了更大的容量和更高的数据通信速率，能够支持更多的用户和更复杂的业务类型。

5G系统基站架构：5G系统的基站架构相对于4G有了更大的变化。

其主要包括基站控制器（Base Station Controller，BSC）、基站传输基站传输控制器（gNodeB）和天线系统。

1、2G网络的工作频段2G网络主要采用GSM技术，工作频段一般为900MHz和1800MHz。

在900MHz频段中，上行频段是890-915MHz，下行频段是935-960MHz；在1800MHz频段中，上行频段是1710-1785MHz，下行频段是1805-1880MHz。

2、3G网络的工作频段3G网络主要采用WCDMA技术，工作频段包括2100MHz和850MHz。

在2100MHz中，上行频段是1920-1980MHz，下行频段是2110-2170MHz；在850MHz中，上行频段是824-849MHz，下行频段是869-894MHz。

3、4G网络的工作频段4G网络采用LTE技术，工作频段包括700MHz、850MHz、1800MHz、2100MHz、2600MHz等。

在700MHz中，上行频段是703-748MHz，下行频段是758-803MHz；在1800MHz中，上行频段是1710-1785MHz，下行频段是1805-1880MHz；在2600MHz 中，上行频段是2500-2570MHz，下行频段是2620-2690MHz。

4、5G网络的工作频段5G网络采用NR技术，工作频段包括Sub-6GHz和mmWave。

Sub-6GHz频段主要包括2500-3700MHz，下行频段是2110-2200MHz；mmWave频段主要包括24.25-27.5GHz，上行频段是27.5-29.5GHz。

5、6G网络的工作频段目前6G网络仍处于研究阶段，工作频段尚未完全确定。

但可以预计的是，6G网络的工作频段可能会覆盖更广泛的频段，以满足更高的通信需求和更大的数据传输量。

总结：不同世代的移动通信网络采用不同的工作频段，随着技术的不断发展，网络的工作频段也在不断拓展和优化。

未来，随着6G网络的到来，工作频段可能会更加多样化，并且覆盖更广泛的频段，为人们提供更快速、稳定的通信体验。

随着移动通信技术的不断发展，人们对于网络速度、容量和延迟的需求越来越高。

4G与5G移动通信技术的发展与比较分析随着移动通信技术的不断发展，4G和5G已经成为人们熟知的移动通信标准。

本文将对4G和5G移动通信技术的发展进行综合分析，并比较两者之间的差异。

一、4G移动通信技术的发展4G移动通信技术，即第四代移动通信技术，是在3G技术的基础上进一步发展而成的。

它最显著的特点是提供了更高的传输速率和更可靠的连接，为人们提供了更好的移动互联网体验。

4G技术使用了多天线技术（MIMO）和正交频分复用（OFDM）来提高传输速率和容量。

通过将频谱划分为多个并行的子载波，OFDM技术可以有效减少干扰，提高信号质量。

MIMO技术利用多个天线传输和接收数据，以增加传输速率和数据容量。

此外，4G还引入了LTE（Long-Term Evolution）标准，它为移动通信提供了全IP网络的支持，实现了语音、视频和数据的统一传输。

这使得人们能够同时在移动设备上进行语音通话、视频通话和高速数据传输。

二、5G移动通信技术的发展5G移动通信技术，即第五代移动通信技术，是目前移动通信技术发展的最新阶段。

它被认为是一项具有革命性意义的技术，将对人类社会产生深远影响。

5G技术的最大特点是超高速率、超低时延和大容量。

它基于毫米波频段，利用更高的频率实现更高的传输速率。

同时，5G采用了更先进的天线和波束赋型技术，可以实现更高的信号质量和覆盖范围。

另外，5G还引入了新的通信架构，如网络切片和边缘计算。

网络切片可以根据不同应用的需求，为其提供个性化的网络服务。

而边缘计算将一部分计算任务放在离用户更近的边缘服务器上，减少时延并提高响应速度。

三、4G与5G的比较分析1. 速率4G技术的平均下载速率约为30-50Mbps，而5G技术的平均下载速率可达到几百Mbps甚至几十Gbps级别。

这意味着5G能够提供更快的网络体验，支持更多高速数据的传输。

2. 延迟4G技术的平均时延为20-30毫秒，而5G技术的平均时延可降低到1毫秒以下。

5G、4G、3G、2G、1G网有什么区别？收藏，很重要今年通讯行业最火的词是什么当然是5G！5G！5G！大家都在期待着5G手机的出现但是大部分人都说不清5G是什么今天小表妹就用这篇文章给你们解答1、2、3、4、5G分别指第一、二、三、四、五代移动通信系统1G第一代即1G称为「语音时代」，简单来说就是“大哥大”时代，采用的技术是模拟通信系统。

当时大哥大非常昂贵，是身份和财富的象征。

普通人是用不起的，所以普及率并不高。

而且1G时代不同国家通信系统不兼容，品牌间各说各话，不能互相打Call，也不能打越洋电话。

缺点：只能打电话，短信什么的都不可以；信号不稳定，通话质量差；经常掉线、串号、盗号；不同国家通信系统不兼容。

2G2G时代就是「文本时代」，第二代移动通信系统具备高度的保密性，更大的系统容量。

手机在功能上不再局限于打电话，还能发短信、浏览网页、甚至玩游戏，其中最有名的游戏就是贪吃蛇。

缺点：网络不稳定，网速慢。

3G3G时代又被称为「图片时代」，主要提升了传输数据的速度。

3G手机能快速处理图像、音乐、视频等媒体，提供电子商务、视频通话等多种信息服务。

此时微博兴起，网络大V慢慢产生，微信也是从这个时代开始的。

缺点：流量套餐较贵，网速较慢。

4G4G通信网络时代被称为「视频时代」4G具备速度快、通信质量高、费用便宜等特点，几乎满足了所有用户对于无线服务的需求。

可以使用各种丰富多彩的应用，例如各种视频APP和视频直播；微信支付、支付宝支付等快捷支付方式，很大程度的弱化了钱包的作用。

缺点：在人们日益丰富的需求面前，仍存在不足。

5G预计今明两年来临的5G时代被称为「物联网时代」5G是多种新型无线接入技术和现有演进技术集成后的解决方案的总称。

是真正意义上的通信技术与互联网的融合。

5G 最大的一个特点就是“快”，下载一部高清电影可能只需要1秒。

另外业界普遍认为5G将会强力推动，VR、无人驾驶汽车等物联网技术发展。

很多人觉得4G已经很快、很智能了5G还能怎样令人叹为观止呢？别让4G禁锢你了的想象！移动通信的进步将给全世界带来了翻天覆地的变化未来就让我们拭目以待吧！。

4G与5G无线技术细节对比新版4G与5G 无线技术细节对比一、帧结构比较1. 4G和5G相同之处帧和子帧长度：10ms、1ms。

帧的组成：子帧、时隙、符号。

最小调度单位资源：1个RB对，168个RE（12载波*14符号）。

2. 4G和5G不同之处1) 子载波宽度4G：固定为15kHz。

5G：多种选择，15kHz、30kHz、60kHz、120kHz、240kHz、480kHz，且一个5G帧中可以同事传输多种子载波带宽。

2) 最小调度单位时间4G：TTI， 1毫秒，14个符号；5G：slot，1/32~1毫秒，取决于子载波带宽，14个符号。

3) 每子帧时隙数（符号数）4G：每子帧2个时隙，每时隙7个符号。

5G：每子帧1-32个时隙，每时隙14个符号。

4G的调度单位是子帧（含14个符号）；5G调度单位是时隙（也含14个符号）。

3. 5G设计理念分析1) 时频关系基本原理：子载波宽度和符号长度之间是倒数关系，宽子载波短符号，窄子载波长符号；表现：总带宽固定时，时频二维组成的RE资源数固定，不随子载波带宽变化，吞吐量也是一样的。

2) 减少时延ü选择宽子载波，符号长度变短，而5G调度固定位1个时隙的14个符号，调度时延变短。

ü当选择最大子载波带宽时候，单次调度从1毫秒（15kHz）降低到了1/32毫秒（480kHz），更利于URLLC业务。

4. 5G子载波带宽比较1) 覆盖：窄子载波好业务、公共信道：小子载波带宽，符号长度长，CP的长度就唱，抗多径带来的符号间的干扰能力强。

公共信道：例如PUCCH、PRACH需要在一个RB上传完，小子载波每RB带宽也小，上行功率密度高。

2) 开销：窄子载波好调度开销：对于大载波带宽，每帧中需要调度的slot单位会多，调度开销增大。

3) 时延：宽子载波好最小调度时延：大子载波带宽，符号长度小，最小调度单位slot 占用时间短，最短1/32毫秒。

4) 移动性：宽子载波好多普勒频移忍受度：在频移一定情况，大带宽影响度小，子载波间干扰小。

全球无线通信技术对比：3G vs 4G vs 5G随着科技的不断发展，无线通信技术也在不断发展。

3G、4G、5G是当前三种最常用的无线通信技术。

本文将对这三种无线通信技术进行详细介绍比较。

1. 3G3G是第三代蜂窝通信技术，其最初标准为WCDMA，也有CDMA2000、TD-SCDMA等标准。

其主要特点是具有高速数据传输、高清音质、视频通话等功能。

3G最大的优点是速度相对较快。

然而，3G也存在较明显的缺点。

首先是网络容量受限，不能很好地支持高流量设备；其次3G价格比4G和5G高，不适合普及使用，这也是为什么很多人都放弃在3G网络上上网。

2. 4G4G是第四代移动通信技术，主要标准是LTE。

4G不仅可以提供高速数据传输、高清音质、视频通话等，而且可以使用催化技术，支持更高的用户密度。

4G速度比3G要快，而且使用4G上网比3G更便宜。

4G最大的缺陷是信号覆盖面较小，距离信号塔越远，传输速度越慢。

3. 5G5G是第五代移动通信技术，其标准被称为NR（New Radio）。

5G 拥有比4G更高的网速，同时也可以为多个设备提供高速通信。

5G的一个重要应用是连接机器，以进行自动化和机器学习等技术。

此外，5G 的延迟时间非常短，能够大大减少传输时间。

5G最大的一个缺点是设备和网络的成本相对较高，而且目前5G信号塔的部署也相对较少。

如果想要使用5G厉害的通信技术，需要投入更多的资金。

总结无线通信技术3G、4G和5G是当前最常用的技术。

3G速度相对较快，适合日常使用；4G相对3G速度更快，而且上网更便宜，但是信号覆盖面相对较小；5G不仅能够提供更高的速度，而且支持更多的设备连接和更快的传输速度，但是目前的网络覆盖面相对较少，而且设备和网络成本相对较高。

至于何时才能广泛普及5G通信技术，这可能需要一段时间来解决。

但无论如何，无线通信技术一直在不断地发展，我们期待未来的无线通信技术能够为我们带来更多的方便和效率。

移动通信系统从第一代移动通信系统（1G）开始逐渐发展，目前已经发展到第四代移动通信系统（4G），第五代移动通信系统（5G）也已经开始标准化，预计2020年商用。

1、2G2G通信系统采用3级网络架构，即：BTS-BSC-核心网。

2G核心网同时包含CS域和PS域。

2G通信系统起初主要采用一体式基站架构。

一体式基站架构如下图所示，基站的天线位于铁塔上，其余部分位于基站旁边的机房内。

天线通过馈线与室内机房连接。

一体式基站架构需要在每一个铁塔下面建立一个机房，建设成本和周期较长，也不方便网络架构的拓展。

后来发展成为分布式基站架构。

分布式基站架构将BTS分为RRU和BBU。

其中RRU主要负责跟射频相关的模块，包括4大模块：中频模块、收发信机模块、功放和滤波模块。

BBU主要负责基带处理和协议栈处理等。

RRU位于铁塔上，而BBU位于室内机房，每个BBU可以连接多个（3-4个）RRU。

BBU和RRU之间采用光纤连接。

2、3G发展3G网络时，为了节约网络建设成本，3G网络架构基本与2G保持一致。

3G通信系统同样采用3级网络架构，即NodeB–RNC - 核心网。

3G核心网同时包含CS域和PS域。

3G时代主要采用分布式基站架构。

类似地，分布式基站架构将NodeB分为BBU和RRU两部分。

3、4G4G时代到来时，基站架构发生了较大的变化。

为了降低端到端时延，4G采用了扁平化的网络架构。

将原来的3级网络架构“扁平化”为2级：eNodeB-核心网。

RNC的功能一部分分割在eNodeB中，一部分移至核心网中。

4G核心网只包含PS域。

5G微信公众平台（ID：angmobile）了解到，本文作者Weixingguang进一步介绍，4G基站基本采用分布式基站的架构。

同时，中国移动提出并推动的C-RAN架构也逐渐推广。

C-RAN架构将BBU的功能进一步集中化、云化和虚拟化，每个BBU可以连接10-100个RRU，进一步降低网络的部署周期和成本。

3G4G5G3G4G5G3G4G5G3G4G5G1G2G3G4G5G2013年12月4日4G4G5G3G4G3G4G5G3G3G3G4G4G4G5G4G5G4G5G5G5G5G5G5G大规模天线协作无线通信网络1无线通信信道衰落特性无线通信系统的性能主要受移动无线信道的制约。

无线信道非常复杂，对它的建模一直是系统设计中的难点，一般是利用统计方法，根据对特定频带上的通信系统的测量值来进行统计。

无线信道衰落信道分为大尺度衰落信道模型和小尺度衰落信道模型。

所谓大尺度衰落模型，描述的是发射机和接收机之间长距离（几百米或几千米）上的场强变化，反映由路径损耗和阴影效应所引起的接收信号功率随距离变化的规律。

小尺度衰落模型，描述短距离或短时间内的接收场强的快速波动。

大尺度衰落信道模型由收、发端之间地表轮廓（如高山、森林、建筑等）的影响引起。

小尺度衰落信道模型由多径效应和多普勒效应引起，如果存在大量反射路径而没有LOS（直射信号）信号分量，此时的小尺度衰落称为Rayleigh衰落，接收信号的包络由Rayleigh 概率密度函数统计描述；若存在LOS ，则包络服从Rician 分布。

多径效应现象引起平坦衰落和频率选择性衰落。

在3G4G5G 2.1.10()(/),2n n w w w Hz w =-∞<<∞2.1.2接收信道包络电压2.1.3 如何对抗无线通信的衰落a. 减少通信距离；增加发送功率；调整天线高度；选择合适路由；b. 在移动通信中采用微蜂窝、直放站；c. 采用分集技术、均衡技术、瑞克技术、纠错技术等；d.频率选择性衰落主要是由于多径效应引起的；e.多径效应最严重的后果之一是在信道传递函数中引入一个非理想的Hc(f)，破坏奈奎斯特准则和匹配滤波准则，从而产生码间串扰（ISI），使有效的Eb/No恶化；f.对抗频率选择性衰落就是要消除非理想Hc(f)的影响；g.在接收端采用均衡、接收分集、纠错技术等技术，而在发送端可以采用扩频、多载波调制OFDM、发送分集等技术。

[说明]3G、4G、5G切换技术的比较3G、4G、5G切换技术比较一、网络结构比较1、3G网络结构图:2、4G网络结构图:E-UTRAN只有一种节点网元——E-NodeB网络结构扁平化与传统网络互通全IPRNC+NodeB=eNo媒体面控制分离deB3、网络结构比较:由上面两张图可以看出:1.和WCDMA相比，X2接口类似于IUR接口，S1接口类似于IU接口，但有较大简化。

2.另外LTE 比WCDMA少了一个IUB接口。

因为接入网的NODEB 和 RNC 融合到一起构成一个网元eNodeb。

IUB接口塌陷而成为eNodeb的内部接口，FP协议不再需要。

3.LTE系统只存在PS域，分为两个网元，EPC 负责核心网部分，eNodeb负责接入网部分，也称E-UTRAN，EPC信令处理部分称MME，数据处理部分称为SAE Gateway。

LTE系统由核心网(EPC)、基站(eNodeb)和用户设备(UE)3部分组成。

为了跨eNodeb切换的需要，eNodeb之间也可通过X2接口相连。

二、网内切换过程比较由于不同的网络结构，所以3G与4G的切换过程也必定不一样。

主要区别:3G切换包括软切换和硬切换，4G只有硬切换。

下面WCDMA和TD-LTE系统为例进行比较1、3G软切换信令流程:(WCDMA切换信令流程不再累述)2、4G硬切换信令流程:1.源eNB向UE发送测量控制2.UE向源eNB发送测量报告(包括服务小区、邻区测量结果等)3.源eNB根据测量报告判断是否满足切换要求4.若满足，源eNB向目标eNB 发送切换请求5.目标eNB判断是否允许UE接入6.若允许，向源eNB发送切换请求Ack7.源eNB向UE发送切换命令，命令UE切换到目标eNB8.同步9.发送UE的UL位置10.UE向目标eNB发送切换确认消息 11.目标eNB收到确认消息后，向MME发送路径切换请求 12.MME收到后，向SGW发送用户面更新请求 13.SGW更新路径14.SGW向MME发送用户面更新响应 15.MME向目标eNB发送路径切换响应 16.目标eNB向源eNB发送释放资源消息 17.源eNB收到信息，释放资源、总结:31.WCDMA的NodeB只负责无线链路的承载，RNC负责各种信令的处理2.TD-LTE将NodeB和RNC和为eNB,负责全部切换过程，最后只要通过MME向SGW提交用户面更新即可。

4G与5G无线网络协议的性能比较研究随着科技的不断发展，无线通信网络已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。

而4G和5G作为目前最主要的无线通信网络标准，它们之间的性能差异成为众多研究者和用户关注的焦点。

本文将通过对4G和5G无线网络协议的性能比较研究，分析其在速度、容量、延迟、能耗等方面的差异以及应用前景。

首先，我们来看一下4G和5G在速度方面的比较。

4G 网络采用LTE技术，其下载速度可以达到100Mbps到1Gbps，上传速度可达到50Mbps到500Mbps。

而5G网络采用了更高频段的无线电波，并引入了更多的天线，其下载速度可以达到数Gbps，上传速度也可达到数百Mbps。

可以说，5G网络的速度比4G网络更加快速，这意味着我们可以更快地下载和上传大量数据，极大地提升了数据传输的效率。

其次，容量是另一个需要考虑的重要因素。

4G网络使用时分多址技术（TDMA），能够支持大约2000个活动设备每平方千米。

5G网络则采用了更高级的多址技术（OFDMA和SC-FDMA），可以支持更多的设备连接，预计将达到每平方千米100万个连接。

这意味着5G网络相比4G网络在容量上有着更高的承载能力，能够满足未来智能设备大规模连接的需求，为物联网的发展铺平道路。

延迟也是我们在无线通信中需要关注的重要性能指标。

延迟是指数据从发送端到接收端所需的时间。

4G网络的延迟通常在10毫秒到30毫秒左右，而5G网络的延迟将得到进一步优化，预计可以达到1毫秒以下，极大地提高了数据传输的实时性。

这对于一些要求低延迟的应用来说，比如自动驾驶、远程医疗等，将能够发挥更大的作用，并为新兴应用领域带来更多的可能性。

此外，要考虑的一个方面是能耗。

4G网络相对于以前的3G网络已经在能耗方面有了显著的改进。

而5G网络在能耗方面也进一步提高。

通过引入更复杂的技术和更高效的天线设计，5G网络能够在提供更高速率和更多连接的同时，保持相对较低的能耗水平。

5G NR 三大关键技术一、Massive MIMO在2010年底，贝尔实验室的Thomas在《无线通信》中提出了5G中的大规模多天线的概念。

在Massive MIMO系统中，通过建立极大数目的信道实现信号的高速传输，并通过大规模天线简化MAC层设计来最终实现信号的低时延传输。

因为这些可实现的优点，Massive MIMO技术被认为是5G中的一项关键可行技术。

Massive MIMO是传统MIMO技术的扩展和延伸，其特征（集中式Massive MIMO）在于以大规模天线阵的方式集中放置数十根甚至数百根以上天线。

Massive MIMO技术可以直接通过增加天线数量来增加系统容量。

基站天线数量远大于其能够同时服务的终端天线数，形成了Massive MIMO无线通信系统，以达到更充分地利用空间维度，提供更高的数据速率，大幅度提升频谱效率的目的。

随着基站天线数的增加，Massive MIMO可以通过终端移动的随机性以及信道衰落的不相关性，利用不同用户间信道的近似正交性降低用户间干扰，实现多用户空分复用。

由于Massive MIMO技术的上述特点，在近年来5G新空口的研究中，Massive MIMO技术是非常重要的关键技术之一。

Massive MIMO的优势1. 相较于传统的MIMO系统，Massive MIMO系统的空间分辨率被极大地提升了。

Massive MIMO技术可以在没有基站分裂的条件下实现空间资源的深度挖掘。

2. 波束赋形技术能够让能量极小的波束集中在一块小型区域，因此干扰能够被极大地减少。

波束赋形技术可以与小区分裂、小区分簇相结合，并与毫米波高频段共同应用于无线短距离传输系统中，将信号强度集中于特定方向和特定用户群，实现信号的可靠高速传输。

3. Massive MIMO技术能够通过不同的维度（空域、时域、频域、极化域）提升频谱利用效率和能量利用效率。

与4G的差异5G新空口Massive MIMO技术的显著特点之一是天线数量远高于LTE系统。

3G、4G、5G切换技术比较一、网络结构比较1、3G网络结构图：2、4G网络结构图：E-UTRAN只有一种节点网元——E-NodeB网络结构扁平化与传统网络互通全IPRNC+NodeB=eNo媒体面控制分离deB3、网络结构比较：由上面两张图可以看出：1.和WCDMA相比，X2接口类似于IUR接口，S1接口类似于IU接口，但有较大简化。

2.另外LTE 比WCDMA少了一个IUB接口。

因为接入网的NODEB 和RNC 融合到一起构成一个网元eNodeb。

IUB接口塌陷而成为eNodeb的内部接口，FP协议不再需要。

3.LTE系统只存在PS域，分为两个网元，EPC 负责核心网部分，eNodeb负责接入网部分，也称E-UTRAN，EPC信令处理部分称MME，数据处理部分称为SAE Gateway。

LTE系统由核心网（EPC）、基站（eNodeb）和用户设备（UE）3部分组成。

为了跨eNodeb 切换的需要，eNodeb之间也可通过X2接口相连。

二、网内切换过程比较由于不同的网络结构，所以3G与4G的切换过程也必定不一样。

主要区别：3G切换包括软切换和硬切换，4G只有硬切换。

下面WCDMA和TD-LTE系统为例进行比较1、3G软切换信令流程：（WCDMA切换信令流程不再累述）2、4G硬切换信令流程：1.源eNB向UE发送测量控制2.UE向源eNB发送测量报告（包括服务小区、邻区测量结果等）3.源eNB根据测量报告判断是否满足切换要求4.若满足，源eNB向目标eNB发送切换请求5.目标eNB判断是否允许UE接入6.若允许，向源eNB发送切换请求Ack7.源eNB向UE发送切换命令，命令UE切换到目标eNB8.同步9.发送UE的UL位置10.UE向目标eNB发送切换确认消息11.目标eNB收到确认消息后，向MME发送路径切换请求12.MME收到后，向SGW发送用户面更新请求13.SGW更新路径14.SGW向MME发送用户面更新响应15.MME向目标eNB发送路径切换响应16.目标eNB向源eNB发送释放资源消息17.源eNB收到信息，释放资源3、总结：1.WCDMA的NodeB只负责无线链路的承载，RNC负责各种信令的处理2.TD-LTE将NodeB和RNC和为eNB,负责全部切换过程，最后只要通过MME向SGW 提交用户面更新即可。

移动通信系统从第一代移动通信系统（1G）开始逐渐发展，目前已经发展到第四代移动通信系统（4G），第五代移动通信系统（5G）也已经开始标准化，预计2020年商用。

1、2G2G通信系统采用3级网络架构，即：BTS-BSC-核心网。

2G核心网同时包含CS域和PS域。

2G通信系统起初主要采用一体式基站架构。

一体式基站架构如下图所示，基站的天线位于铁塔上，其余部分位于基站旁边的机房内。

天线通过馈线与室内机房连接。

一体式基站架构需要在每一个铁塔下面建立一个机房，建设成本和周期较长，也不方便网络架构的拓展。

后来发展成为分布式基站架构。

分布式基站架构将BTS分为RRU和BBU。

其中RRU主要负责跟射频相关的模块，包括4大模块：中频模块、收发信机模块、功放和滤波模块。

BBU主要负责基带处理和协议栈处理等。

RRU位于铁塔上，而BBU位于室内机房，每个BBU可以连接多个（3-4个）RRU。

BBU和RRU之间采用光纤连接。

2、3G发展3G网络时，为了节约网络建设成本，3G网络架构基本与2G保持一致。

3G通信系统同样采用3级网络架构，即NodeB–RNC - 核心网。

3G 核心网同时包含CS域和PS域。

3G时代主要采用分布式基站架构。

类似地，分布式基站架构将NodeB分为BBU和RRU两部分。

3、4G4G时代到来时，基站架构发生了较大的变化。

为了降低端到端时延，4G采用了扁平化的网络架构。

将原来的3级网络架构“扁平化”为2级：eNodeB-核心网。

RNC的功能一部分分割在eNodeB中，一部分移至核心网中。

4G核心网只包含PS域。

5G微信公众平台（ID：angmobile）了解到，本文作者Weixingguang进一步介绍，4G基站基本采用分布式基站的架构。

同时，中国移动提出并推动的C-RAN架构也逐渐推广。

C-RAN架构将BBU 的功能进一步集中化、云化和虚拟化，每个BBU可以连接10-100个RRU，进一步降低网络的部署周期和成本。

3g4g5g的工作原理与编码方式3G（第三代移动通信技术）、4G（第四代移动通信技术）和5G（第五代移动通信技术）是移动通信技术的演进。

它们分别采用不同的技术标准和编码方式，提供了不同的数据传输速度、网络性能和用户体验。

以下是它们的工作原理和一些通用的编码方式概述：1. 3G：-工作原理：3G使用基于CDMA（Code Division Multiple Access）或者WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）的技术。

CDMA允许多个用户同时使用相同的频率，通过码分多址实现信号的区分。

WCDMA引入了更宽的信道带宽，提高了数据传输速度。

-编码方式：3G网络使用多种编码方式，其中最为常见的是WCDMA中的H.264视频编码和AMR音频编码。

2. 4G：-工作原理：4G采用了LTE（Long-Term Evolution）技术，它是一种OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）和SC-FDMA（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）的组合。

OFDMA允许多个用户同时使用不同的频率和子载波，提高了频谱效率。

SC-FDMA则用于上行通信，降低了终端设备的功耗。

-编码方式：4G网络使用更高效的编码方式，如H.265视频编码和AAC音频编码。

这些编码方式提供更好的图像和声音质量，并减小了数据传输所需的带宽。

3. 5G：-工作原理：5G引入了NR（New Radio）技术，采用了更高的频率范围，同时支持毫米波和子毫米波频段。

它还使用了更复杂的MIMO（Multiple Input Multiple Output）技术，允许同时传输多个数据流。

-编码方式：5G网络采用更先进的编码方式，如VP9视频编码和Opus音频编码。

这些编码方式在提供高质量多媒体服务的同时，进一步提高了数据传输效率。

分别总结2G、3G、4G和5G系统的基站架构标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII移动通信系统从第一代移动通信系统（1G）开始逐渐发展，目前已经发展到第四代移动通信系统（4G），第五代移动通信系统（5G）也已经开始标准化，预计2020年商用。

1、2G2G通信系统采用3级网络架构，即：BTS-BSC-核心网。

2G核心网同时包含CS域和PS域。

2G通信系统起初主要采用一体式基站架构。

一体式基站架构如下图所示，基站的天线位于铁塔上，其余部分位于基站旁边的机房内。

天线通过馈线与室内机房连接。

一体式基站架构需要在每一个铁塔下面建立一个机房，建设成本和周期较长，也不方便网络架构的拓展。

后来发展成为分布式基站架构。

分布式基站架构将BTS分为RRU和BBU。

其中RRU主要负责跟射频相关的模块，包括4大模块：中频模块、收发信机模块、功放和滤波模块。

BBU主要负责基带处理和协议栈处理等。

RRU位于铁塔上，而BBU位于室内机房，每个BBU可以连接多个（3-4个）RRU。

BBU和RRU之间采用光纤连接。

2、3G发展3G网络时，为了节约网络建设成本，3G网络架构基本与2G保持一致。

3G通信系统同样采用3级网络架构，即NodeB–RNC - 核心网。

3G核心网同时包含CS域和PS域。

3G时代主要采用分布式基站架构。

类似地，分布式基站架构将NodeB分为BBU和RRU两部分。

3、4G4G时代到来时，基站架构发生了较大的变化。

为了降低端到端时延，4G采用了扁平化的网络架构。

将原来的3级网络架构“扁平化”为2级：eNodeB-核心网。

RNC的功能一部分分割在eNodeB中，一部分移至核心网中。

4G核心网只包含PS域。

5G微信公众平台（ID：angmobile）了解到，本文作者Weixingguang进一步介绍，4G基站基本采用分布式基站的架构。

同时，中国移动提出并推动的C-RAN架构也逐渐推广。

路由器4g5g天线的原理路由器4G5G天线的原理是基于无线电传输原理和天线工程学的基本原理。

无线电传输原理中的两个重要概念是：信号发射和接收。

路由器作为一个无线通信设备，需要将从互联网服务提供商传输的数据信号转换成电磁波信号进行无线传输，同时从接收到的电磁波信号中恢复数据。

为了实现这一过程，路由器上通常配备天线。

天线是无线通信系统中的关键组成部分，通过将电能转换为电磁波能量进行信号的发射和接收。

在4G通信中，天线一般采用单极子天线、双极子天线、多极子天线等形式。

其中，单极子天线是一种具有线性偶极子结构的天线，广泛应用于手机和4G路由器。

它能够较好地满足4G通信的频率要求，并且易于制作和安装。

5G通信中，天线的设计更加复杂。

由于5G信号在天空中的传播特性，采用更高频率的毫米波频段，因此需要更多的天线单元来实现波束赋形。

波束赋形是一种技术，通过调整天线单元的相位和增益来控制信号的传输方向和强度。

这样的设计可以提高信号质量和覆盖范围，并增强设备的容量和吞吐量。

路由器的4G5G天线一般都是多天线数组，包含多个天线单元。

天线单元的数量和布置方式根据具体的应用需求和设备规格而定。

单元越多，波束赋形功能越强，能够实现更精确的信号指向和覆盖。

多天线数组一般采用MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术，通过并行传输和接收多个数据流，提高了数据传输速率和无线信号质量。

除了天线单元的数量和布置方式外，天线的设计和制造对于性能也有重要影响。

天线的选择和优化包括天线元件的选择、天线结构的设计、天线位置的布置等。

天线材料的选择与制造工艺会对天线效率、增益和带宽产生影响。

天线的指向性、增益和频宽决定了路由器的信号覆盖范围和传输质量。

总结来说，路由器4G5G天线的原理是基于无线电传输原理和天线工程学的基本原理。

通过天线将电能转换为电磁波能量进行信号的发射和接收。

在4G通信中，采用单极子天线，而在5G通信中，采用多天线数组，并结合波束赋形技术实现更精确的信号指向和覆盖。