5G核心技术之高频毫米波

5G核心技术之高频毫米波

2019-04-09        来源：网络资料汇编        作者: Rocky lee

  通信技术，归根到底，就分为两种——有线通信和无线通信，其划分如图1所示。有线通信部分包括光纤和铜线。 目前铜线的最大传输速率可达40Gbps（如八类网线，DAC无源铜缆），而光纤的最大传输速率可达100Gbps（如OM4光纤跳线），而4G LTE理论速率只有150Mbps（不包括载波聚合），这个和有线通信是完全没办法相比的。故空中传播这部分，才是移动通信的瓶颈所在！

图1：通信技术划分

  移动通信使用的是无线信道，那它的带宽是如何增加的呢？核心方法就是采用更高的频段！这主要是因为频率越高，能使用的频率资源越丰富。频率资源越丰富，能实现的传输速率就越高！5G 的频率范围，分为两种：一种是 6GHz 以下，这个和目前我们的 2/3/4G 差别不算太大。还有一种，就很高了，在 24GHz 以上，如图2所示。 目前，国际上主要使用 28GHz 进行试验（这个频段也有可能成为 5G 最先商用的频段），根据物理学的基本公式，光速 = 波长X 频率，对应波长约为10.7mm，这就是5G NR核心技术之毫米波。

图2：5G频率范围

  为什么以前我们不用高频率呢？原因很简单——不是不想用，是用不起。电磁波的显著特点：频率越高，波长越短，越趋近于直线传播（绕射能力越差）。频率越高，在传播介质中的衰减也越大，传播距离越近，如图3所示。

图3：5G频率和覆盖距离的关系

  移动通信如果用了高频段，那么它最大的问题，就是传输距离大幅缩短，覆盖能力大幅减弱。覆盖同一个区域，需要的 5G 基站数量，将大大超过 4G。基于以上原因，在高频率的前提下，为了减轻网络建设方面的成本压力，5G 必须寻找新的出路，微基站、皮基站和飞基站应运而生，如图4所示。尤其是城区和室内，经常能看到基站小，功率低，对提高5G信号的覆盖能力起到了至关重要的作用！

 图4：5G时代基站种类