5G技术发展通俗解说
电筒模式呢,即把上图左面的全向辐射样式改成右面的这种窄波瓣样式呢?从而提高能量的使用效率?这就是下节要说到的波束赋形技术。
5、波束赋形技术
中国主导的3G国际标准TD-SCDMA有六大技术特点,其中有一项就是智能天线,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。
由全向的信号覆盖变为了精准指向性服务,这种新形式的无线电波束就不会干扰到其它方向的波束,从而可以在相同的空间中提供更多的通信链路,这种充分利用空间的无线电波束技术是一种空间复用技术,这种技术可以极大地提高基站的服务容量。
遗憾的是这项技术并非在3G时代得到应用,但在5G入网设备数量成百上千倍增加的情况下,这种波束赋形技术所能带来的容量增加就显得非常有价值,波束赋形技术很可能成为5G的关键性技术之一。
波束赋形技术不仅能大幅度增加容量,还可大幅度提高基站定位精度,当前的手机基站定位的精度很粗劣,这是源于基站全向辐射的模式。而当波束赋型技术成功应用后,基站对手机的辐射波瓣是很窄的,这就知道了手机相对于基站的方向角,再加上通过接收功率大小推导出手机与基站的距离,就可以实现手机的精准定位了,并因此而扩展出非常多的定位增值服务。
6、综合分析
任何更新换代的关键性技术,都必须是经历过多年研究的成熟技术,按规划还有5年就要进入5G时代了,不太可能突然出现一个全新的技术并被吸纳为5G的国际标准中,考察5G的技术发展脉络还得从成熟技术中寻找答案。
在传统的宏基站大覆盖的情况下提速是非常困难的,20%的频谱利用率的提升都是了不起的成就,而在5G时代的千倍提速要求面前,这种内部挖潜的方法是行不通的,只有通过大幅度的加大带宽才有可能。
加大带宽是起点,由此而产生的毫米波、微基站、高阶MIMO、波束赋型等都是顺理成章的技术趋势。只要把基站做得足够小,其服务范围变窄了,单个用户获得的资源就能足够大,速度就可以提高到足够快。
所以说,5G的任何一项关键技术都不会有革命性的突破,其上千倍综合能力的提升,更多地是来自移动网络的重新布局。
三、后记
这篇5G科普您一定能看懂,而且还能理解一环扣一环的5大技术的原由,甚至觉得这是理所应当的。其实,这种易读性并不容易做到,尤其是技术门槛很高的通信专业,能让外行越容易理解的文章,就越能体现作者的功力,这还真不是王婆卖瓜,而是一个在教育界有共识的道理。
真正的道理都不繁琐,往往就是一句话的事,难就难在把这句话提炼出来让更多的人理解。我写过不少科普,现在看来对这篇是最满意的,因为这篇讲的不是"是什么",而是"为什么",是什么好讲,为什么难说,尤其是把"为什么"给外行人讲清楚,做到让他们理所应当式的理解。这篇文章的内容次序和写法上进行了反复斟酌并屡次重写。
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