【笔记整理】5G技术复习

5G相关面试题

• 5G中两种编码方式LDPC，Polar码特点

  • LDPC (low density parity code)码一种具有稀疏校验矩阵的分组纠错码，性能逼近香农限，且描述和实现简单，易于进行分析和研究，译码简单，适合硬件实现。
  • 极化码 (Polar code)构造的核心是通过信道极化（channel polarization）处理，提高了可靠性，当码元长度持续增加时，部分信道将趋向于无误码的状态，另一部分信道趋向于容量接近于0的纯噪声信道，选择在容量接近于1的信道上直接传输信息以逼近信道容量，是目前唯一能够被严格证明可以达到香农极限的方法。

• 5G中的关键技术

  • 全双工通信及接入技术（优缺点）
    5G网络将应用同时同频全双工技术，它可以实现终端设备在同一时间和同一频段上的信号发送与接收。理论上其频谱利用率可提高一倍。但是随之也伴随着信号干扰和噪声的影响，这也是5G商用的一个难点问题。

  • 5G 编码及调制技术

    • 数据信道 (DC: data channel)中采用的LDPC (low density parity code)编码方案，控制信道 (CC: control channel)中采用的Polar编码方案等。
      在调制模式方面有FBMC (filter band multicarrier 滤波器组多载波技术)、NR等模式。
    • FBMC基于滤波器组的多载波技术：可以灵活控制相邻子载波之间的干扰；各子载波只能不需要同步；由于各子载波之间互不正交和采用非矩形波形，子载波之间存在干扰。

  • 5G 中的Massive MIMO 技术
    4G中已经采用了MIMO技术。多天线技术提升了通信系统的频谱利用率且能够扩充无线网络容量，提高信道传输的安全性。但是多天线技术空间占用率比较大，因此在4G网络中发送和接收端的天线数量有限，这极大的限制了MIMO技术的应用。
    4G网路MIMO的应用已接近时间与频率的理论极限。5G无线技术进一步利用空间维度，通过向不同方向发射信号，充分利用给定频率多次进行发送。同时在发送和接收将聚合更多的天线组，以支持更多的数据量传输。

  • 5G 软件无线电平台及频谱共享
    4G网络已经开始应用软件无线电技术，通过软件编码弥补硬件更新和灵活性的不足，随着5G网络对于传输性能要求的提高，他们将在基站和终端用户中开发更多的适应于5G网络的无线电软件，进一步提高5G应用的灵活性。硬件频谱的划分和利用都有理论极限，软件无线电技术提供了通过软件技术提升频谱利用率和频谱共享的有效手段。

• 5G比4G中增加的技术？同时同频全双工要克服什么问题？如何实现的？
  全双通信及接入技术，低密度奇偶校验码 (LDPC)、软件无线电台及频谱共享
  克服信号的干扰和噪声，这也是5G商用需要克服的最主要的一个问题。

  • 毫米波
    3到6hz是传统，5g是6hz以上，但这个频段的信号不能穿透建筑物会被植物和雨水吸收，解决它的办法是使用小基站。
  • 小基站（毫米波）
    使用小基站来代替大基站。当你的信号被阻挡的时候手机会自动切换到另一个小基站，从而保证稳定的连接。用毫米波的移动化技术可以解决小基站数量过于旁大而导致成本高的问题。智能的波数搜索和波数追踪算法可以实现毫米波的移动化。
  • 全双工
    就是用户可同时进行上传和下载，之前的话，如果用户进行上传，就不能进行下载。但现在用户既可以上传，也可以上传，也可以下载。
  • 大规模MIMO
    4在基站上2到8根的天线，但是5g不同他在基站上最多的用到了256根天线
  • 波束成型
    大规模MIMO可将波束集中在很窄的范围内，从而大幅度降低干扰

• 4G移动通信技术及特点

  • 正交频分复用与多址接入
    正交频分复用（OFDM）是一种在无线通信环境下的高速数据传输技术。它将信道在频域内划分成许多相互正交的子信道，且每个子信道传输一个子载波，各子载波之间可以并行工作，进而可以采用多址方式进行接入。这种多信道传输模式最大限度的降低了传输码的相互干扰，且子信道带宽较窄，更加有利于信道之间的均衡。但是多子信道的划分也降低了信道整体的传输效率。
  • 高效编码及调制技术
    4G移动通信中，如级连码、Turbo码等。在调制技术上分为正交频分复用和自适应均衡调制等。
  • 多输入多输出（MIMO）技术
    MIMO技术利用空间分集技术，采用多发射、多接收天线技术进行分立式数据传输。本质上，MIMO 是一种并行传输方案，在不考虑信道容错率的情况下，该技术可以成倍提高通信速度。
  • 智能天线与软件无线电技术
    • 智能天线利用数字信号处理技术，将数字信号进行空间定向传输，可以将天线波束直接对准用户，完成信号直达传输。它能够最大限度抑制信号间的干扰，并具有自动跟踪接收端和定向波束调节等智能处理手段。
    • 相较于软件更新，硬件更新的成本和周期更长，4G允许在通用硬件平台上进行软件技术开发，软件无线电技术应运而生。它以软件加载的方式，通过开放式结构、用软件对4G传输中的规则、信号流、信源编码与纠错、调制解调等关键技术进行开发编码。