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5G核心技術之高頻毫米波

日期: 2020-04-15
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5G核心技術之高頻毫米波

2019-04-09????????來源:網絡資料匯編????????作者: Rocky lee

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??通信技術,歸根到底,就分為兩種——有線通信和無線通信,其劃分如圖1所示。有線通信部分包括光纖和銅線?目前銅線的最大傳輸速率可達40Gbps(如八類網線,DAC無源銅纜),而光纖的最大傳輸速率可達100Gbps(如OM4光纖跳線),而4G LTE理論速率只有150Mbps(不包括載波聚合),這個和有線通信是完全沒辦法相比的。故空中傳播這部分,才是移動通信的瓶頸所在

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圖1:通信技術劃分

??移動通信使用的是無線信道,那它的帶寬是如何增加的呢?核心方法就是采用更高的頻段!這主要是因為頻率越高,能使用的頻率資源越豐富。頻率資源越豐富,能實現的傳輸速率就越高5G 的頻率范圍,分為兩種:一種是 6GHz 以下,這個和目前我們的 2/3/4G 差別不算太大。還有一種,就很高了,在 24GHz 以上,如圖2所示。?目前,國際上主要使用 28GHz 進行試驗(這個頻段也有可能成為 5G 最先商用的頻段),根據物理學的基本公式,光速 = 波長X 頻率,對應波長約為10.7mm,這就是5G NR核心技術之毫米波。


?????5G核心技術之高頻毫米波

2:5G頻率范圍

??為什么以前我們不用高頻率呢?原因很簡單——不是不想用,是用不起。電磁波的顯著特點:頻率越高,波長越短,越趨近于直線傳播(繞射能力越差)。頻率越高,在傳播介質中的衰減也越大,傳播距離越近,如圖3所示。

?????5G核心技術之高頻毫米波

圖3:5G頻率和覆蓋距離的關系

??移動通信如果用了高頻段,那么它最大的問題,就是傳輸距離大幅縮短,覆蓋能力大幅減弱。覆蓋同一個區域,需要的 5G 基站數量,將大大超過 4G。基于以上原因,在高頻率的前提下,為了減輕網絡建設方面的成本壓力,5G 必須尋找新的出路微基站、皮基站和飛基站應運而生,如圖4所示。尤其是城區和室內,經常能看到基站小,功率低,對提高5G信號的覆蓋能力起到了至關重要的作用!

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?4:5G時代基站種類


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