本期继续讲解5G的基本知识,没有看过上一期文章的,强烈建议先回头看一下,不然对接不上啊!本期我们继续学习关于5G最基本的那些知识。
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80后之前的朋友们,记忆力的大哥大应该是一个深刻的回忆,大哥大有一个很长的天线,小灵通脑袋上面也有一个短短的天线,嗯,早期的手机也一样,有个短天线。
现在的手机为啥没有天线了,按理说,天线就是负责发射和接受信号用到,怎么就没啦!why?
实际上,随着科技的进步,手机上的天线并不是没有了,也不是取消了,而是体积大大缩短了,完全可以缩在手机机体的内部。
那么天线到底可以有多短呢?
根据天线特性,天线的长度应该与波长成正比,大约在1/10~1/4之间吧,如图:
随着科技的进步,手机的通信频率越来越高,波长则越来越短,天线自然而然的跟着变短啦。
毫米波通信,天线也变成了毫米级别,啊哈!
这个时候,天线是完全可以塞进手机的体内,而且可以塞很多个天线,这就是下面要说的5G的一个很大的杀手锏。
什么是MIMO呢?它的意思就是“多进多出”,英文全称是这样的:Multiple-Input Multiple-Output,多根天线发送信号,多根天线接收信号。
在曾经的LTE时代,其实就已经有了MIMO技术了,只不过当时的天线数量不多,这也是实际情况决定的,所以那时的MIMO只能叫做初级版的MIMO了。
发展到5G时代,MIMO被研发的更加出色,现在叫做Massive MIMO,也就是加强版的MIMO。
手机内部塞入了多根天线,那么基站的数量自然也跟着增多了。
很久以前,大家看到的基站是这样的:
进入了5G时代,你以为基站的天线的根数增多了嘛,不不不,5G时代基站天线是以“阵”为单位的,天线阵列,密集恐惧症要注意啦!
天线的增多,并不是越密集越好,距离不能太近,也不能太远。
怎么理解呢?灯泡发光,大家都是见过的:
基站发射信号,我们比作灯泡发光,信号是向四面八方同时发出的,灯泡发出的光,是可以抵达房间的各个角落的,但是如果我们只需要照亮一个区域的话,那么显然,大部分的光浪费掉了。
灯泡浪费的光,没人会心疼,毕竟浪费不了几个钱,可是基站就不一样了,建立一个基站是需要耗费大量的人力和物力,还有财力的,为了必须尽可能少的浪费,那么有没有办法把散开的光束给它聚合起来呢?
如果可以聚合起来,那么不但可以充分的照亮需要照亮的区域,还可以大幅度节省能量,那么可以吗?
当然可以的,这就是下面我们要说的:波束赋形。
在基站上面布设天线阵列,通过对射频信号相位的控制,这样可以使相互作用后的电磁波的波瓣变得非常的狭窄,并且指向需要提供服务的手机,同时还可以根据手机的移动继而变换反向。
这种空间的复用技术,由全方位覆盖信号变成了比较精准的指向性信号服务,波束之间不会相互干扰,这样就达到了在相同的空间中提供了更多的通信链路,使得基站的服务容量大大提高。
我们知道打电话是收费的,2个人即使面对面拨打对方的电话,或者相互传输照片等资料,信号也是要经过基站来进行中转的,包括控制信令和数据包。
这种情况在5G时代就变化了,不再是之前的模式了。
5G的第五大特点:D2D,英文全称是:Device to Device,设备到设备的意思。
5G时代,在同一基站下的两个用户,如果他们之间进行通信,他们的数据就不再通过基站转发了,而是直接从手机到对方的手机。
显然这样的操作,明显就大幅度节约了空中资源,也大幅度的减轻了基站的工作压力。
但是,你以为这样就不需要付钱了吗,啊哈,那你就想得太美啦!
控制消息依然还是要从基站走的,你用着频谱资源,人家运营商怎么可能不收你的钱呢,不可能的!
到这里,大家对5G的基本构架和原理,应该有了个大体的认识了,其实这些知识,都原资源那个简单的数学公式,连现在的小学生估计都能看懂的。
通信技术并不算多么复杂,只是普通人日常生活中并不接触它而已,5G作为通信技术道路上最耀眼的一个标杆,也并不是遥不可及的创新技术,它更多的是对现有的通信技术的升级。
有一句话说得好: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。
如果在科学原理的范畴,进一步研发更强力的通信能力,是通信行业众多从业者孜孜不倦的追求和奋斗目标。
而5G时代真正来临和普及之时,相信会对现在整个互联网时代做出巨大的改变,尤其是物联网的强力更新,会彻底的改变众多行业的生存法则,但这不是颠覆,而是进步,是促进,是社会发展的必然,也是人们生活质量的有一次巨大的提高。
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