打印

[转帖] 【科技】5G与毫米波技术的关系

0

【科技】5G与毫米波技术的关系

      随着视频内容的爆发,如今的移动用户已经不再满足现有的上网速度,希望电
信商能够提供更快的数据传输速度、以及更可靠的网络服务,而下一代通信技术5G
就是在此背景下诞生的。虽然现在5G还处在规划阶段,但是整个行业都在共同努力
,希望能够确定5G的最终形态。但是这个行业的所有参与者都必定同意这一点:
随着移动用户数量及其需求的上升,5G必须比如今的蜂窝网络基站更快地处理更多
的流量。
      为了实现这一点,无线通讯的工程师正在设计一套全新的技术。利用这些技术
,5G数据传输的延迟将不超过1毫秒(相比之下,今天的4G网络的延迟约为70毫秒)
,而且数据下载的峰值速度将可以高达20Gb/s(4G为1Gb/s)。
目前还不清楚,从长远来看哪些技术将是5G中最关键的,但是已经有一些早期技术
脱颖而出。这些技术包括毫米波、小基站、Massive MIMO、全双工以及波束成形。
今天的无线网络遇到的非常重要的一个问题就是:越来越多的人和设备正在消耗比
以前多得多数据,但是他们依旧拥挤在电信公司一直使用的与无线电频谱相同的频
段上。这意味着每个人被分配到的带宽有限,导致速度下降、掉线情况时有发生。
随着连接到无线网络设备的数量的增加,频谱资源稀缺的问题日渐突出。至少就现
在而言,我们还只能在极其狭窄的频谱上共享有限的带宽,这极大的影响了用户的
体验。而毫米波技术就是解决这一问题的关键。
    什么是毫米波?
      与以前用于移动设备的5Ghz以下的频段相比,毫米波在30GHz和300GHz之间的
频率进行传输。它们被称为毫米波,是因为这些频段的波长在1毫米到10毫米之间,
而如今用于智能手机的无线电波的波长大多为几十厘米。
      迄今为止,毫米波只在雷达系统和卫星上有应用。现在,一些蜂窝网络提供商已经
开始使用毫米波在诸如两个基站这样的固定点之间传输数据,但是使用毫米波将移动用
户与附近的基站相连则是一种全新的方法。
      毫米波技术有什么优点?
      此前曾报道,无线传输增加传输速率一般有两种方法,一是增加频谱利
用率,二是增加频谱带宽。相对于提高频谱利用率,增加频谱带宽的方法显得更简
单直接。在频谱利用率不变的情况下,可用带宽翻倍则可以实现的数据传输速率也
翻倍。但问题是,现在常用的5GHz以下的频段已经非常拥挤,到哪里去找新的频谱
资源呢?5G使用毫米波就是通过第二种方法来提升速率。
      根据通信原理,无线通信的最大信号带宽大约是载波频率的5%左右,因此载波
频率越高,可实现的信号带宽也越大。在毫米波频段中,28GHz频段和60GHz频段是
最有希望使用在5G的两个频段。28GHz频段的可用频谱带宽可达1GHz,而60GHz频段
每个信道的可用信号带宽则到了2GHz(整个9GHz的可用频谱分成了四个信道)。
相比而言,4G-LTE频段最高频率的载波在2GHz上下,而可用频谱带宽只有100MHz。
因此,如果使用毫米波频段,频谱带宽轻轻松松就翻了10倍,传输速率也可得到巨
大提升。
      毫米波技术有什么缺点?
      除了优点之外,毫米波也有一个主要缺点,那就是不容易穿过建筑物或者障碍
物,并且可以被叶子和雨水吸收。这也是为什么5G网络将会采用小基站的方式来加
强传统的蜂窝塔。
      由于毫米波的频率很高,波长很短,这就意味着其天线尺寸可以做得很小,这
是部署小基站的基础。可以预见的是,未来5G移动通信将不再依赖大型基站的布建
架构,大量的小型基站将成为新的趋势,它可以覆盖大基站无法触及的末梢通信。
矽说作者李一雷曾表示,目前,各大厂商对5G频段使用的规划,是在户外开阔地带
使用较传统的6GHz以下频段以保证信号覆盖率,而在室内则使用微型基站加上毫米
波技术实现超高速数据传输。
      凭借毫米波和其他5G技术,工程师希望5G网络不仅能够为智能手机用户提供服
务,而且能够在无人驾驶汽车、VR以及物联网等领域发挥重要作用。研究人员和公
司已经为5G设定了很高的期望,并承诺为消费者提供超低延迟和创纪录的数据速度
。如果他们能够解决剩下的挑战,并弄清楚如何让整个系统协同工作,那么超快的
5G服务有望在未来5年内商用。
本帖最近评分记录

TOP

0
4G都还没热,5G就来了太快了。。

TOP

当前时区 GMT+8, 现在时间是 2025-3-16 05:54