4G与5G 无线技术细节对比
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发布时间：2024-10-03 06:25
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时间：2024-10-20 15:08
4G与5G的帧和子帧长度相同，均为10ms和1ms。最小调度单位都是RB。不同之处在于，5G子载波宽度选择更多，包括15kHz、30kHz、60kHz、120kHz、240kHz。一个5G帧中可以同时传输多种子载波带宽。5G的最小调度单位时间从1毫秒缩短到了1/32毫秒~1毫秒，取决于子载波带宽。此外，5G新增了mini-slot，最少只占用2个符号。5G在每子帧时隙数（符号数）上也有所不同，从4G的每子帧2个时隙增加到了1-32个时隙，取决于子载波带宽。
5G的设计理念是通过时频关系优化，选择宽子载波短符号，窄子载波长符号，以减少时延和提高吞吐量。5G调度单位从子帧变为时隙，更加灵活。
二、子载波带宽比较
5G子载波带宽选择多样，以适应不同场景需求。窄子载波在业务、公共信道方面具有更强的抗多径干扰能力，上行功率密度也更高。窄子载波开销相对较小，但移动性较差，处理复杂度低。宽子载波在时延、移动性、处理复杂度上表现更优，适合URLLC业务。C-Band下，推荐使用30kHz。
三、信号与信道
5G去除了4G中的PCFICH、PHICH信道，降低了时延要求。PDCCH信道在5G中有了专有解调导频、支持BF、支持多用户复用，覆盖和容量均得到提升。广播信道在5G中位置灵活可配，支持BF，覆盖提升9db。PUCCH信道在5G中调度最小单位变为符号，可以放在特殊子帧。
5G的信号类型去掉了CRS，新增CRI-RS和DMRS，支持BF，所有信道都有专有的DMRS，提高了覆盖和轻载干扰情况下的性能。CRI-RS有BF，相比LTE RSRP有9db覆盖增益，而CRI-RS和DMRS的存在减少了轻载时的干扰。
四、多址接入
5G的多址接入技术相较于4G有了显著提升，峰值提升9%，上行平均提升30%。在F-OFDM中带宽利用率从90%提高到98.3%，并采用单载波多载波自适应技术，边缘用户使用单载波以提升覆盖，中近点用户使用多载波以提高用户配对效率和资源利用率，同时用户资源分配可以使用不连续的RB资源。
五、信道编码
5G使用LDPC码作为业务信道，大数据块传输速率高，解调性能好，功耗低；Polar码作为控制信道，小数据块传输，解调性能好，覆盖提升1dB。
六、波束赋形
5G在波束赋形方面，终端发射SRS基站计算权值（中近点）与终端根据CRS计算PMI（远点）自适应，覆盖效果更好。终端发射SRS基站计算权值与终端根据CRS计算PMI的结合，使得单用户多流以及多用户之间的MIMO调度与协调更优。
七、上下行转换
5G实现了快速反馈，通过自包含时隙将上下行转换间隔缩短到单个slot内，有效减少了时延。
八、大带宽
5G支持大带宽，最大可达100MHz（C波段）和400MHz（毫米波）。
九、载波聚合
5G支持的载波聚合数量从4G的8CC增加到了16CC。
十、5G容量增强
5G的关键技术大幅度提升了频谱效率，包括F-OFDM提升9%、1024QAM提升25%（平均吞吐量增益小于5%）、LDPC、更精确的反馈等。上下行转换开销基本持平，Slot聚合可以减少10%的开销。
十一、5G覆盖增强
5G在功率方面从120W提升到了200W，同时通过上行免授权接入和自包含设计，提升了11dB+的上行解耦性能。
十二、5G时延增强
5G通过短TTI（最短1/32毫秒）、自包含设计、上行免授权、抢占传输、导频前置、迷你时隙等技术，将时延降低到了极短的水平，尤其适合URLLC业务。
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时间：2024-10-20 15:08
4G与5G的帧和子帧长度相同，均为10ms和1ms。最小调度单位都是RB。不同之处在于，5G子载波宽度选择更多，包括15kHz、30kHz、60kHz、120kHz、240kHz。一个5G帧中可以同时传输多种子载波带宽。5G的最小调度单位时间从1毫秒缩短到了1/32毫秒~1毫秒，取决于子载波带宽。此外，5G新增了mini-slot，最少只占用2个符号。5G在每子帧时隙数（符号数）上也有所不同，从4G的每子帧2个时隙增加到了1-32个时隙，取决于子载波带宽。
5G的设计理念是通过时频关系优化，选择宽子载波短符号，窄子载波长符号，以减少时延和提高吞吐量。5G调度单位从子帧变为时隙，更加灵活。
二、子载波带宽比较
5G子载波带宽选择多样，以适应不同场景需求。窄子载波在业务、公共信道方面具有更强的抗多径干扰能力，上行功率密度也更高。窄子载波开销相对较小，但移动性较差，处理复杂度低。宽子载波在时延、移动性、处理复杂度上表现更优，适合URLLC业务。C-Band下，推荐使用30kHz。
三、信号与信道
5G去除了4G中的PCFICH、PHICH信道，降低了时延要求。PDCCH信道在5G中有了专有解调导频、支持BF、支持多用户复用，覆盖和容量均得到提升。广播信道在5G中位置灵活可配，支持BF，覆盖提升9db。PUCCH信道在5G中调度最小单位变为符号，可以放在特殊子帧。
5G的信号类型去掉了CRS，新增CRI-RS和DMRS，支持BF，所有信道都有专有的DMRS，提高了覆盖和轻载干扰情况下的性能。CRI-RS有BF，相比LTE RSRP有9db覆盖增益，而CRI-RS和DMRS的存在减少了轻载时的干扰。
四、多址接入
5G的多址接入技术相较于4G有了显著提升，峰值提升9%，上行平均提升30%。在F-OFDM中带宽利用率从90%提高到98.3%，并采用单载波多载波自适应技术，边缘用户使用单载波以提升覆盖，中近点用户使用多载波以提高用户配对效率和资源利用率，同时用户资源分配可以使用不连续的RB资源。
五、信道编码
5G使用LDPC码作为业务信道，大数据块传输速率高，解调性能好，功耗低；Polar码作为控制信道，小数据块传输，解调性能好，覆盖提升1dB。
六、波束赋形
5G在波束赋形方面，终端发射SRS基站计算权值（中近点）与终端根据CRS计算PMI（远点）自适应，覆盖效果更好。终端发射SRS基站计算权值与终端根据CRS计算PMI的结合，使得单用户多流以及多用户之间的MIMO调度与协调更优。
七、上下行转换
5G实现了快速反馈，通过自包含时隙将上下行转换间隔缩短到单个slot内，有效减少了时延。
八、大带宽
5G支持大带宽，最大可达100MHz（C波段）和400MHz（毫米波）。
九、载波聚合
5G支持的载波聚合数量从4G的8CC增加到了16CC。
十、5G容量增强
5G的关键技术大幅度提升了频谱效率，包括F-OFDM提升9%、1024QAM提升25%（平均吞吐量增益小于5%）、LDPC、更精确的反馈等。上下行转换开销基本持平，Slot聚合可以减少10%的开销。
十一、5G覆盖增强
5G在功率方面从120W提升到了200W，同时通过上行免授权接入和自包含设计，提升了11dB+的上行解耦性能。
十二、5G时延增强
5G通过短TTI（最短1/32毫秒）、自包含设计、上行免授权、抢占传输、导频前置、迷你时隙等技术，将时延降低到了极短的水平，尤其适合URLLC业务。
