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5G“井喷”,毫米波的未来何去何从

2018年10月17日 作者: 暂无评论 213+ 0

目前,5G通信技术已经在全球范围内引起了高度关注,各国均在进行针对性的规划和布局,争取在该领域获得更大竞争优势。5G不仅是面向下一代的通信技术,其背后还牵动着国家层面的竞争优势,是国家竞争力的重要组成部分。

中国政府早在“十三五”规划中已明确推出“网络强国”战略,以及与之相关的“互联网+”行动计划,旨在完善国内通信建设,进而强化竞争实力。在战略规划实行之下,国内通信行业和与之密切关联的互联网行业,近些年来都取得了高速发展。

5G带来的不仅仅是高速率

在4G时代,智能手机横空出世,使得移动互联网获得快速发展,促进了通讯技术的快速革新。仅仅在数年间,通信数据的传输速率得到飞跃性增长,广大用户得以享受高速网络传输。目前,针对4G、5G 的议题热度始终居高不下,并跃居产学研等单位的研究主题。

随着智慧城市、物联网、自动驾驶、AR/VR等新兴技术和产业的兴起,5G的未来有了更大的发挥空间。但公众对4G和5G的认知,往往只是手机上网的速度变得更快了,并不了解其背后的科学含意。从1G、2G,一直到5G,移动通信的工作频段不断提升,传输速率随之不断加快。与3G、4G相比,5G的新兴技术主要是毫米波与波束成形。

什么是毫米波?

毫米波是指波长在毫米数量级的电磁波,其频率大约在30GHz~300GHz之间。根据通信原理,无线通信的最大信号带宽大约是载波频率的5%左右,因此载波频率越高,可实现的信号带宽也就越大。

在毫米波频段中,28GHz频段和60GHz频段是最有希望被5G使用的两个频段。28GHz频段的可用频谱带宽可达1GHz,而60GHz频段每个信道的可用信号带宽则到了2GHz。

相较而言,4G-LTE频段的最高频率载波在2GHz左右,可用频谱带宽只有区区100MHz。因此,如果使用毫米波频段进行传输,频谱带宽至少是4G传输的10倍,传输速率也会得到巨大提升。一个直观的例子,在5G时代,使用毫米波频段后,可以轻松使用5G手机在线看蓝光品质的电影。

电磁波有一个非常显著的特点,采用的频率越高,越趋近于直线传播,它的绕射能力也会随之明显变差。并且,频率越高,在传播过程中的衰减也会越大。所以,虽然5G的传输速率得到了很大提升,可相比4G,其覆盖能力却会大幅减弱。因此,对于同一个区域,5G所需建设的基站数量将大大超过4G。因此,从根本上来说,频段越高传输速率越高,同时,建设成本也会相应大幅提升。

毫米波的未来

2015年2月,三星通过执行信道测量,发现28GHz频率可用于手机通信。随后,众多电信运营商和设备商们纷纷针对不同频率波段展开联合测试,并不断取得突破。现代芯片制造技术已经大幅降低了毫米波设备的成本。因此,采用毫米波所面临的挑战,主要在于这些频谱并未经完整研究,仍有尚未解决的技术问题。

据官方公开信息可以发现,我国5G毫米波频谱规划与美国、欧盟、日本、韩国基本保持一致,24.75-27.5GHz、37-42.5GHz波段很容易可以与国外形成规模化产业链,更容易实现全球协调统一,从而降低5G毫米波的研发风险。

尽管在5G技术和建设上,仍有许多未知的问题需要面对。但可以确定的是,未来一定会部署毫米波技术,并且部署速率也会很快。新一代的无线通信技术离我们的生活越来越近,而全世界都在关注这项技术的实现方式。

原文地址: https://www.eeboard.com/news/5g-188/ ‎

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