4G与5G的区别有哪些

4G与5G的区别

一、帧结构比较

1、4G和5G相同之处

帧和子帧长度均为：10ms和1ms。
最小调度单位资源：RB　　

2、4G和5G不同之处

4G：固定为15kHz。

2)；最小调度单位时间

4G：TTI， 1毫秒；

5G：slot ，1/32毫秒~1毫秒，取决于子载波带宽。

此外5G新增mini-slot，最少只占用2个符号。　　

3)；每子帧时隙数（符号数）

4G：每子帧2个时隙，普通CP，每时隙7个符号。

5G：取决于子载波带宽，每子帧1-32个时隙，普通CP每时隙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

选择宽子载波，符号长度变短，而5G调度固定为1个时隙（12/14个符号），调度时延变短。
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。

5)；处理复杂度：宽子载波好
FFT处理复杂度：例如15kHz时，优于FFT多，设备只能支持到275个RB（50MKz）。　　

5、5G常用子载波带宽

1)；C-Band
eMBB：当前推荐使用30kHz。
URLLC：宽子载波带宽。　

2)；自包含
4G：单子帧要么只有下行，要么只有上行（特殊子帧除外），下行子帧传完后，才传上行子帧，3：1的比例下，下行发送开始3ms后，才开始发送上行反馈，时延比较大。
5G：在每个时隙里面都引入与数传方向相反方向的控制信道，可以做到快速反馈降低（下行反馈时延和上行调度时延），例如30kHz时候，反馈可以做到0.5ms单位，其它大子载波带宽，可以做到更小时延。　

二、TDD的上下行配比

1、TDD分析

1)、优势
资源适配：按照网络需求，调整上下行资源配比。
更好的支持BF：上下行同频互异性，更好的支持BF。　　

2)、劣势
需要GPS同步：需要严格的时间同步。
开销：上下行转换需要一个GAP，资源浪费。
干扰：容易产生站间干扰，例如TDD比例不对齐，超远干扰等。

2、从TDD-LTE看5G

TDD比例无创新：LTE和5G在TDD比例设计上都差不多，上下行比例可调。
动态TDD短时间不太可能：同一张网络只能一个TDD比例，否则存在严重的基站间干扰。
TDD比例会收敛：从LTE看，初期也是定义了很多的TDD比例，但最终都收敛到了3：1的比例（下行与上行的资源配比），5G应该也会如此。
同步：5G运营商之间同步，NR与TDD-LTE之间同步。　

三、信道：传输高层信息

1、公共信道

下行
a)PCFICH,PHICH
4G：有此信道。
5G：删除此信道，降低了时延要求。　　
b)PDCCH
4G：无专有解调导频，不支持BF，不支持多用户复用，覆盖和容量差；PDCCH在频域上散列，有频选增益，但是前向兼容不好，例如GL动态共享，需考虑PDCCH如何规避。
5G：有专有解调导频（DMR）、支持BF、支持多用户复用，覆盖（9db增益）和容量好；PDCCH设置在特定的位置，前向兼容性强，想把其中部分频段拿出来很简单。　
c)广播信道
4G：频域位置固定，放在带宽中央，不支持BF。
5G：位置灵活可配，前向兼容性强，支持BF，覆盖提升9db。

上行a)PUCCH
4G：调度最小单位RB。
5G：调度最小单位符号，可以放在特殊子帧

2、业务共信道

1):下行PDSCH
4G：除LTE MM外无专有导频，最高调制64QAM。
5G：有专有导频，最高调制256QAM，效率提升33%。　

2):上行PUSCH
4G：最高调制64QAM。
5G：最高调制256QAM，效率提升33%。

四、信号：辅助传输，无高层信息

1、信号类型

2、对比

1)；覆盖
4G：CRS无BF，RSRP差。
5G：CRI-RS有BF（BF:Beam Forming，波束赋形，下同），相比LTE RSRP有9db覆盖增益（10*log（8列阵子））。

2)；轻载干扰
4G：轻载干扰大。无BF，干扰大一些；时刻发送，即使空载也要在整个小区内发送，对邻区有干扰；小区间错位发送，即使空载无数传也把邻区的数据给干扰了。
5G：有BF且窄带扫描，干扰小一些；可以只发送某个子带，邻区干扰小，无数传的子带不会干扰邻区；邻区间位置不错开，无对邻区的数据RE干扰。　

3)；容量
a)；导频开销：差不多
4G：每RB中的CRS占16个RE，如果MM的话还有专有导频RE 12个。
5G：每RB中的CSI-RS 2~4个RE，DMRS 12~24个RE。　
b)；单用户容量
4G：协议定义了2个端口的DMRS，因此MM的时候单用户最高2流。
5G：定义了12个端口的DMRS，单用户可以最高支持到协议规定的8流，当然考虑到终端的尺寸限制，实现上估计最高也就在4流的样子。

五、多址接入

1、峰值提升9%

2、上行平均提升30%

3、信道编码

4、BF权值生成

4G：TM7/8终端：基于终端发射SRS，基站根据SRS计算权值；TM9终端（R10版本及以上）：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。
5G：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；SRS需要全带宽发射，在边缘的时候因收集功率有限，到达基站时候可能已经无法识别了，而PMI制式一个index，只需要1~2个RB就可以发给基站了，覆盖效果好。

5、上下行转换

6、大带宽

4G：最大支持20MHZ；
5G：最大支持100MHZ（C波段），400MHZ（毫米波）；　　

7、载波聚合

4G：8CC；
5G：16CC；

六、5G对比4G

1、容量增强

下行

6) ；Slot聚合：10%
4G：每两个slot都要发送DCI Grant信息。
5G：多个slot聚合，只发送一个DCI Grant信息，开销小。

7) ；Slot聚合：10%
4G：每两个slot都要发送DCI Grant信息。
5G：多个slot聚合，只发送一个DCI Grant信息，开销小。

上行

1)：MM：持平

2、覆盖增强

下行

功率：2dB
LTE功率120w，5G功率200W。　

上行

3、时延增强

下行

功率：2dB
LTE功率120w，5G功率200W。
　　
上行

短TTI

自包含

上行免授权

上行免授权接入，减少时延。　　

抢占传输

导频前置

终端处理DMRS需要一定的时间。

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