接着上一期的文字,本期繼續講解5G的基本知識,沒有看過上一期文章的,強烈建議先回頭看一下,不然對接不上啊!本期我們繼續學習關于5G最基本的那些知識。
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我一個學通訊的,第1次看到有人把5G講的這麼簡單明了
到底有沒有天線呢?80後之前的朋友們,記憶力的大哥大應該是一個深刻的回憶,大哥大有一個很長的天線,小靈通腦袋上面也有一個短短的天線,嗯,早期的手機也一樣,有個短天線。
現在的手機為啥沒有天線了,按理說,天線就是負責發射和接受信号用到,怎麼就沒啦!why?
實際上,随着科技的進步,手機上的天線并不是沒有了,也不是取消了,而是體積大大縮短了,完全可以縮在手機機體的内部。
那麼天線到底可以有多短呢?
根據天線特性,天線的長度應該與波長成正比,大約在1/10~1/4之間吧,如圖:
随着科技的進步,手機的通信頻率越來越高,波長則越來越短,天線自然而然的跟着變短啦。
毫米波通信,天線也變成了毫米級别,啊哈!
這個時候,天線是完全可以塞進手機的體内,而且可以塞很多個天線,這就是下面要說的5G的一個很大的殺手锏。
Massive MIMO(多天線技術)
什麼是MIMO呢?它的意思就是“多進多出”,英文全稱是這樣的:Multiple-Input Multiple-Output,多根天線發送信号,多根天線接收信号。
在曾經的LTE時代,其實就已經有了MIMO技術了,隻不過當時的天線數量不多,這也是實際情況決定的,所以那時的MIMO隻能叫做初級版的MIMO了。
發展到5G時代,MIMO被研發的更加出色,現在叫做Massive MIMO,也就是加強版的MIMO。
手機内部塞入了多根天線,那麼基站的數量自然也跟着增多了。
很久以前,大家看到的基站是這樣的:
進入了5G時代,你以為基站的天線的根數增多了嘛,不不不,5G時代基站天線是以“陣”為單位的,天線陣列,密集恐懼症要注意啦!
天線的增多,并不是越密集越好,距離不能太近,也不能太遠。
怎麼理解呢?燈泡發光,大家都是見過的:
基站發射信号,我們比作燈泡發光,信号是向四面八方同時發出的,燈泡發出的光,是可以抵達房間的各個角落的,但是如果我們隻需要照亮一個區域的話,那麼顯然,大部分的光浪費掉了。
燈泡浪費的光,沒人會心疼,畢竟浪費不了幾個錢,可是基站就不一樣了,建立一個基站是需要耗費大量的人力和物力,還有财力的,為了必須盡可能少的浪費,那麼有沒有辦法把散開的光束給它聚合起來呢?
如果可以聚合起來,那麼不但可以充分的照亮需要照亮的區域,還可以大幅度節省能量,那麼可以嗎?
當然可以的,這就是下面我們要說的:波束賦形。
波束賦形
在基站上面布設天線陣列,通過對射頻信号相位的控制,這樣可以使相互作用後的電磁波的波瓣變得非常的狹窄,并且指向需要提供服務的手機,同時還可以根據手機的移動繼而變換反向。
這種空間的複用技術,由全方位覆蓋信号變成了比較精準的指向性信号服務,波束之間不會相互幹擾,這樣就達到了在相同的空間中提供了更多的通信鍊路,使得基站的服務容量大大提高。
我們知道打電話是收費的,2個人即使面對面撥打對方的電話,或者相互傳輸照片等資料,信号也是要經過基站來進行中轉的,包括控制信令和數據包。
這種情況在5G時代就變化了,不再是之前的模式了。
5G的第五大特點:D2D,英文全稱是:Device to Device,設備到設備的意思。
D2D5G時代,在同一基站下的兩個用戶,如果他們之間進行通信,他們的數據就不再通過基站轉發了,而是直接從手機到對方的手機。
顯然這樣的操作,明顯就大幅度節約了空中資源,也大幅度的減輕了基站的工作壓力。
但是,你以為這樣就不需要付錢了嗎,啊哈,那你就想得太美啦!
控制消息依然還是要從基站走的,你用着頻譜資源,人家運營商怎麼可能不收你的錢呢,不可能的!
總結到這裡,大家對5G的基本構架和原理,應該有了個大體的認識了,其實這些知識,都原資源那個簡單的數學公式,連現在的小學生估計都能看懂的。
通信技術并不算多麼複雜,隻是普通人日常生活中并不接觸它而已,5G作為通信技術道路上最耀眼的一個标杆,也并不是遙不可及的創新技術,它更多的是對現有的通信技術的升級。
有一句話說得好:通信技術的極限,并不是技術工藝方面的限制,而是建立在嚴謹數學基礎上的推論,在可以遇見的未來是基本不可能突破的。
如果在科學原理的範疇,進一步研發更強力的通信能力,是通信行業衆多從業者孜孜不倦的追求和奮鬥目标。
而5G時代真正來臨和普及之時,相信會對現在整個互聯網時代做出巨大的改變,尤其是物聯網的強力更新,會徹底的改變衆多行業的生存法則,但這不是颠覆,而是進步,是促進,是社會發展的必然,也是人們生活質量的有一次巨大的提高。
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