5G 相比 4G，從需求上來說，最大的不同是什么？高速率，大連接數(shù)，低時延。那么所有新加入的技術(shù)一定是為以上三個需求服務(wù)的，好，我們來一個一個的捋。

首先，我們來看看 5G 相比 4G 少了什么技術(shù)，答案就一個：Turbo 碼。
關(guān)注 5G 的同學(xué)應(yīng)該都知道這個新聞：
美國時間 2016 年 11 月 17 日凌晨 0 點 45 分，在 3GPP RAN1 87 次會議的 5G 短碼方案討論中，華為公司的 Polar Code（極化碼）方案，最終戰(zhàn)勝美國的 LDPC 和法國的 Turbo2.0方案，成為 5G 控制信道 eMBB（增強移動寬帶）場景編碼最終方案。這是國人在 5G 關(guān)鍵技術(shù)上的一次重大突破。

至此，不論長碼還是短碼，Turbo 都被打敗了，不對，應(yīng)該說是法國人、歐洲人被打敗了。關(guān)于勝者，也就是 LDPC 和 Polar，下面會詳細介紹，這里就先按下不表了。
其次，我們來聊聊 5G 相比 4G 新加入的一些技術(shù)。

mmWave：也就是毫米波，頻率大約為。由于 3Ghz 以下的頻段已經(jīng)使用殆盡，沒有多余的頻段可供 5G 來使用，而且 5G 需要的帶寬動不動就幾百 M，所以只能往高頻方向發(fā)展了。但是頻率越高，損耗越大，這就帶來了一個問題，隨著頻率的升高，覆蓋性能會越來越差。
那么有沒有什么辦法讓我們既能使用高頻率的毫米波，又能夠使覆蓋性能不降低、甚至增強呢？答案當然是：有，即 Massive MIMO。

Massive MIMO。MIMO 大家都知道，即多個天線端口同時收發(fā)，這樣就帶來了分集增益， 4G 時代一般 4 天線、8 天線等用的比較多。那么大規(guī)模 MIMO 是什么呢？顧名思義，就是很多天線同時收發(fā)，這個“很多”多到多少呢？答案如下：
也就是說當使用 30Ghz 頻點時，基站最多可使用 256 個天線同時收發(fā)。使用 70Ghz 頻點時，基站最多可使用 1024 根天線。這么多天線，那效果比起 4G 那簡直杠杠的。不過對于終端來說，把這么多天線塞進巴掌大的終端里有點不現(xiàn)實，畢竟成本不便宜啊。所以估計在實際使用中會采用 MU-MIMO 的模式。

大規(guī)模 MIMO 是不是很屌啊，但是它也帶來了一些問題。比如我“當天線數(shù)越來越多的時候，波束將變得越來越窄，覆蓋區(qū)域會受到影響”，什么意思呢？請看下圖：

上面這幅圖中，從左到右分別是 1 個天線，2 個天線和很多（懶得數(shù)）個天線時的波束。我們可以看到，當只使用 1 根天線時，其無線信號是向四面八方均勻覆蓋的，手機 1,2,3 收到的信號強度是均等的。使用 2 根天線時，信號覆蓋就有了一定的方向性，正下方的信號覆蓋要強于左右和上方。而使用很多根天線時，波束變的更加集中，覆蓋區(qū)域變成了一條大寶劍（咦？感覺怪怪的）。這個時候 2號手機能夠得到更強的覆蓋，但是 1 和 3 號手機就收不到信號了。
那么有沒有辦法解決上面這個問題呢？答案依然是：有，請看 Beam Management。

Beam Management。這個翻譯成中文應(yīng)該叫波束管理吧。這個功能原理簡單：基站在各個方向上都發(fā)特定的類似參考信號的東西，終端檢測并給基站一個反饋，從而基站就知道了終端的方向。不過雖然原理簡單，但是這個實現(xiàn)起來還是有一定難度的，因為我們需要盡量快的確定每個終端的方向，關(guān)于波束管理的一些具體細節(jié)，暫時還不能確定。

LDPC 編碼。前面我們說過，5G 摒棄了 4G 時所采用的 Turbo 編碼，換成了什么呢？就是這個 LDPC 碼。那么為什么要換？LDPC 碼相比 Turbo 碼好在哪？主要原因有兩個：1）最重要的原因是高通牛逼，人家說用啥就用啥，支持 Turbo的法國人慫了。2）由于 Turbo 編碼的引入了交織等操作，所以在碼長較長時，復(fù)雜度提升， 時延就會變得很大。然而開頭我們說了，低時延是 5G 的三個需求之一，所以 Turbo 顯得有些力不從心。而 LDPC 就不一樣，由于它的校驗矩陣的稀疏性，使得它的譯碼算法時延較短，在長碼時比 Turbo 有明顯優(yōu)勢。所以 5G 摒棄 Turbo 改用 LDPC 也是有一定道理的。

第三，有哪些東西是 4G 中已經(jīng)應(yīng)用，5G 拿來修改了一下接著用的。
UL Waveform。我們知道，在 4G 系統(tǒng)，下行采用 OFDMA，上行采用
SC-FDMA。這是由于 OFDM 的峰均比高，對設(shè)備硬件要求比較嚴格，為了降低手機成本，大家商量后決定 4G 系統(tǒng)的上行傳輸不用 OFDM，而用 SC-FDMA的方式。那么 5G 時代，用什么多址方式呢？這兩年關(guān)于 5G 用什么多址復(fù)用方式的爭論很多，各個公司都變著法兒的炒作新概念。不過這個月 R15 協(xié)議出來以后，我發(fā)現(xiàn)這方面并沒有大的變化。一個較大的改變是上行支持 OFDM 和DFT-S-OFDM。另外，4G 中子載波間隔是固定為 15Khz 的，但是由于 5G 在高頻，可使用的帶寬很大，所以引入了一個新名詞：numerology（我還不知道咋翻譯，誰知道告訴我一聲）。這個詞是什么意思呢？看下面這個表（38.211里面的表）就清楚了：5G 中，子載波間隔不像 4G 時代固定為 15Khz，而是可變的，但一個 RB 還是 12 個子載波，這個沒變。

Subframe Structure。我們知道，4G 中一個無線幀為 10ms，一個子幀為 1ms，一個 slot 為 0.5ms。到了 5G，無線幀和子幀的長度沒有變化，依然為 10ms 和1ms。但是 slot 長度變成了可配置的，其值依賴于兩個個參數(shù)：μ和 slot configuration�？聪旅娴膱D：

當μ為,0，slot configuration 為 0 時，1 個無線幀包含 10 個子幀，1 個子幀包含 1 個 slot，1 個 slot 包含 14 個 symbol。如下圖所示。

當μ為 1，slot configuration 為 0 時，就變成了下面的情況：1 個子幀包含兩個 slot，每個 slot 都有 14 個 symbol，也就是說 1 個子幀包含 28 個 symbol。

以此類推，當μ配成 5，slot configuration 配成 0 時，1 個子幀最多可以有32*14=448 個 symbol，比 symbol 多了 10 幾倍呢。這就給速率成倍提升帶來了可能性。

HARQ。5G 引入了 self-contained 子幀的概念，即 HARQ 周期從 4G 時代的最小 4ms，縮短為 1ms 之內(nèi)。這就為超低的時延提供了一些幫助。

5G無線通信的新技術(shù) .pdf