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5G无线通信与4G的典型区别
汤圆儿
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发表于 2020-07-14 10:51:53  只看楼主 

 5G 无线通信与 4G 有什么区别呢?
大家都知道,电波和光波都属于电磁波。
电磁波的频率资源有限,根据不同的频率特性,有不同的用途。我们目前主要使用电波进行通信。
电波属于电磁波的一种,它的频率资源也是有限的。
不同频率电波的用途

5G无线通信与4G的典型区别1.jpg

 

 大家注意上面图中的红色字体。一直以来,我们主要是用中频~超高频进行手机通信的。。。随着 1G、2G、3G、4G 的发展,使用的频率是越来越高的。因为频率越高,速度越快,车道(频段)越宽。
5G 的频段具体是多少呢?
上个月,我们国家工信部下发通知,明确了我国的 5G 初始中频频段:
3.3-3.6GHz、4.8-5GHz 两个频段
同时,24.75-27.5GHz、37-42.5GHz 高频频段正在征集意见。

目前,国际上主要使用 28GHz 进行试验(这个频段也有可能成为 5G 最先商用的频段)。
如果按 28GHz 来算,根据前文我们提到的公式:

5G无线通信与4G的典型区别2.jpg

好啦,这个就是 5G 的第一个技术特点——毫米波
继续,继续。
既然,频率高这么好,你一定会问:“为什么以前我们不用高频率呢?”
原因很简单——不是不想用。是用不起。
电磁波的一个显著特点:频率越高(波长越短),就越趋近于直线传播(绕射能力越差)。
而且,频率越高,传播过程中的衰减也越大。
你看激光笔(波长 635nm 左右),射出的光是直的吧,挡住了就过不去了。再看卫星通信和 GPS 导航(波长 1cm 左右),如果有遮挡物,就没信号了吧。而且,卫星那口大锅,必须校准瞄着卫星的方向。。。稍微歪一点,都会有影响。

如果 5G 用高频段,那么它最大的问题,就是覆盖能力会大幅减弱。
覆盖同一个区域,需要的基站数量将大大超过 4G。
这就是为什么这些年,电信、移动、联通为了低频段而争得头破血流。
所以,基于以上原因。
在高频率的前提下,为了减轻覆盖方面的成本压力,5G 必须寻找新的出路。

首先,是微基站。
微基站
基站有两种,微基站和宏基站。看名字就知道,微基站很小,宏基站很大!以前都是大的基站,建一个覆盖一大片
以后更多的将是微基站,到处都装,随处可见。
微基站

5G无线通信与4G的典型区别3.jpg

 

微基站的造型有很多种,灵活地与周围的环境相融合(伪装),不会让用户在心理上产生不适。
基站越小巧,数量越多,覆盖就越好,速度就越快。。。
天线
大家有没有发现,以前大哥大都有很长的天线,早期的手机也有突出来的小天线,为什么后来我们就看不到带天线的手机了?
主要的原因是——天线变小了。

根据天线特性,天线长度应与波长成正比,大约在 1/10~1/4 之间。

5G无线通信与4G的典型区别4.jpg

频率越高,波长越短,天线也就跟着变短啦!
毫米波,天线也变成毫米级。。。
这就意味着,天线完全可以塞进手机的里面,甚至可以塞很多根。。。
这就是 5G 的第三大杀手锏——Massive MIMO

MIMO 就是“多进多出”(Multiple-Input Multiple-Output),多根天线发送,多根天线接收。
在 LTE 时代就已经有 MIMO 了,5G 继续发扬光大,变成了加强版的 Massive MIMO(Massive:大规模的,大量的)。

5G无线通信与4G的典型区别11.jpg

手机都能塞好多根,基站就更不用说了。
以前的基站,天线就那么几根,5G 时代,就不是按根来算了,是按“阵”。 “天线阵列”。
不过,天线之间的距离也不能太近。

...... 

5G无线通信与4G的典型区别.pdf

 


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2020-7-14 10:51:43  下载次数: 14
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