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5G实现高速网络的技术原来跟差分晶振有这么大关系

来源：http://www.hneyq.com 作者：亿金电子 2019年08月10

近两年有关5G的各种报道早就传的沸沸扬扬,不管是5G的网络速度还是5G用途都吸引着广大用户的好奇心.都说5G手机比4G上网速度快.目前4G的峰值下载速率为1Gbps,下载一部高清电影可能要花半个多小时的时间.而5G的峰值速率有望达到10Gbps,下载同样一部电影可能只要花几分钟时间.有人说,这只不过是炒作罢了.那到底5G的网络是不是真如传说中的那么快速呢？
关于5G未来将实现超大网络容量,提供千亿设备的连接能力,满足物联网通信.也因此5G成为一项通用目的技术,应用范围远超4G,因此对上下游产业的带动力将更为突出.例如,eMBB场景下的虚拟现实、uRLLC场景下的智能制造,这些都是规模巨大的产业,而这些产业背后所需的电子元件包括传感器,IC,贴片晶振,石英晶体振荡器,芯片等.
5G的经济价值不仅体现在创造巨大的财富上,还体现为对其他产业和领域的改造和提升上,带来社会生产和生活的全方位变革.远的我们不说,就拿人人都熟悉的手机来讲,5G手机速度快,主要依靠哪些技术？

频谱扩展
5G网络和4G大不同.首先从频谱来看,1G到4G无线通信采用的 300MHz~3GHz 频谱具有穿透性、覆盖范围广等优点,但存在一个非常致命的缺点：频带宽度过于狭窄,位于频段内的无线设备数量众多,频谱分配即将枯竭.
全球5G先发频段则是C波段（频谱范围为3.3GHz-4.2GHz、4.4GHz-5.0GHz）和毫米波频段26GHz/28GHz/39GHz.此外,5G采用了宽频方式定义频段,形成了少数几个全球统一频段,大大降低了手机支持全球漫游的复杂度.5G的最大带宽由20MHz增加到在C波段上最大支持100MHz,在毫米波上最大支持400MHz.
差分输出晶体振荡器
差分晶振也就是差分输出石英晶体振荡器,自身具有能够识别微小信号的特点,启振速度快至0秒,超高精密,低相位噪声,低抖动,差分晶振是普通石英晶体振荡器所达不到的,在5G应用中实现超快的传输速度.
新波形
5G采用基于OFDM化的波形和多址接入技术.OFDM技术被当今的4G LTE和Wi-Fi系统广泛采用.因其可扩展至大带宽应用,可具有高频谱效率和较低的数据复杂性,因此能够很好地满足5G要求.OFDM 技术家族可实现多种增强功能,例如通过加窗或滤波增强频率本地化、在不同用户与服务间提高多路传输效率,以及创建单载波OFDM波形,实现高能效上行链路传输.

波束成形
Massive MIMO由于每个天线阵列集成了更多的天线,因此其主要挑战是减少干扰.如果能有效地控制这些天线,让它发出的每个电磁波的空间互相抵消或者增强,就可以形成很窄的波束,而不是全向发射.这样就能将有限的能量都集中在特定方向上进行传输,不仅可使传输距离更远,而且还能避免信号的干扰,这种将无线信号（电磁波）按特定方向传播的技术就叫做波束成形（beamforming）.
这一技术的优势不仅如此,它可以提升频谱利用率,通过这一技术便可同时从多个天线发送更多信息.因此,波束成形可以解决毫米波信号被障碍物阻挡以及远距离衰减的问题.
全双工滤波器
最近几年,同时同频全双工滤波器技术吸引了业界的注意力.5G网络采用该技术,在相同的频谱上,通信的收发双方同时发射和接收信号,与传统的TDD和FDD双工方式相比,从理论上可使空口频谱效率提高1倍.全双工滤波器技术能够突破FDD和TDD方式的频谱资源使用限制,使得频谱资源的使用更加灵活.
高级信道编码设计
目前LTE网络的编码还不足以应对未来的数据传输需求,因此迫切需要一种更高效的信道编码设计,以提高数据传输速率,并利用更大的编码信息块契合移动宽带流量配置,同时,还要继续提高现有信道编码技术（如LTE Turbo）的性能极限.

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