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5G通讯究竟有什么特别的地方?

时间:07-27 来源:知乎小枣君 点击:

还是几个小功率取暖器好?

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大功率方案

 

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小功率方案

基站越小巧,数量越多,覆盖就越好,速度就越快。

天线去哪了?

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?

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有人说,是因为信号好了,不需要天线了。

其实不对。信号再好,也不能没有天线。更主要的原因是——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。

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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 MIMOMIMO 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)。

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手机都能塞好多根,基站就更不用说了。

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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"

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天线多得排成阵了,一眼看去一大片的节奏

不过,天线之间的距离也不能太近。因为天线特性要求,多天线阵列要求天线之间的距离保持在半个波长以上。不要问我为什么,去问科学家。

你是直的?还是弯的?

大家都见过灯泡发光吧?

其实,基站发射信号的时候,就有点像灯泡发光。信号是向四周发射的,对于光,当然是照亮整个房间,如果只是想照亮某个区域或物体,那么,大部分的光都浪费了。

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基站也是一样,大量的能量和资源都浪费了。我们能不能找到一只无形的手,把散开的光束缚起来呢?这样既节约了能量,也保证了要照亮的区域有足够的光。答案是:可以。

这就是——

波束赋形

波束赋形:在基站上布设天线阵列,通过对射频信号相位的控制,使得相互作用后的电磁波的波瓣变得非常狭窄,并指向它所提供服务的手机,而且能跟据手机的移动而转变方向。

这种空间复用技术,由全向的信号覆盖变为了精准指向性服务,波束之间不会干扰,在相同的空间中提供更多的通信链路,极大地提高基站的服务容量。

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直的都能掰成弯的。。。还有什么是通信砖家干不出来的?

别收我钱,行不行?

在目前的通信网络中,即使是两个人面对面拨打对方的手机(或手机对传照片),信号都是通过基站进行中转的,包括控制信令和数据包。

而在5G时代,这种情况就不一定了。

5G的第五大特点——D2D,也就是Device to Device。

D2D

5G时代,同一基站下的两个用户,如果互相进行通信,他们的数据将不再通过基站转发,而是直接手机到手机。

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这样,就节约了大量的空中资源,也减轻了基站的压力。不过,如果你觉得这样就不用付钱,那你就图样图森破了。

控制消息还是要从基站走的,而且用着频谱资源,运营商爸爸怎么可能放过你。

后记

能看到这的,都是真爱

相信大家通过本文对5G和她背后的通信知识已经有了深刻理解,而这一切,都只是源于一个如今小学生都能看懂的数学公式。。。通信技术并不神秘,5G作为通信技术皇冠上最耀眼的宝石,也不是什么遥不可及的创新革命技术,它更多是对现有通信技术的演进。正如一位高人所说——"通信技术的极限,并不是技术工艺方面的限制,而是建立在严谨数学基础上的推论,在可以遇见的未来是基本不可能突破的。"如何在科学原理的范畴内,进一步发掘通信的潜力,是通信行业众多奋斗者们孜孜不倦的追求。

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