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5G核心技术之高频毫米波

日期: 2020-04-15
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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

 5G核心技术之高频毫米波

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。


     5G核心技术之高频毫米波

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。

     5G核心技术之高频毫米波

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!

 5G核心技术之高频毫米波

 4:5G时代基站种类


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