EDA365欢迎您登录！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
& P/ j; g! K, h9 J4 P# `0 n" ^
1 \) s. C3 g G5 b; Q你可能看过这个画面，一部5G手机运行着一个网速测试连接成功的瞬间速度直接拉满，指针死死的压在表盘的最大值。5G为什么能有这么快的速度？它比4G先进在哪里？它凭什么是新一代的移动通信技术？
8 v T4 q3 v4 K要说清楚这些问题，我们需要一点水的帮助。为什么要来帮忙呢？大家都知道，无论是1G，3G还是5G，无线通信靠的是电磁波，但是通信用的电磁波人眼是看不见的，而水波就可以被轻松的观察到。所以这个视频开头先通过水波给大家讲讲无线通信的基本原理。
+ B% m5 ~; u* x' M6 _0 T# k要说明白这个只需要三个道具，一个可以摆动的方片装做手机，一个海洋球装作基站，一个充气泳池装水。
]# ^: H! `+ e
% k7 [* h. p6 J3 ]9 n# U0 p
: V2 w8 y. z" f' I) r" i" L他们的通信过程是这样的，压动海洋球也就是我们的基站产生水波，波把信息传递给方片，那这个波是如何携带信息的呢？ ( j! D. [7 G6 ]
# x1 |: ~5 b5 R3 e8 {) g4 N/ x! W
举一个最简单的例子，如果我们压它时用力一点水波就会比较大，就可以推起来方片；而我们压它时小心一点，水波就会比较小，就推不起来方片。如果我把推起来当作1推不起来当作0，那么我们就获得了一个非常低效的无线通信系统。 比如我想发一个字母Y给手机，查表发现Y的ASCII码是01011001，那我们只需要制造小大小大大小小大的水波就可以了。那么问题来了，在这种机制下，如果让数据传输的速度更快呢？很简单，你发波发的快点不就可以了吗？这就是5G速度快最重要的原因。 我们每秒发波一次，那我们的频率就是1HZ.4G的最大单载波带宽是20M，也就是20乘10的六次方HZ。现在商用的5G频谱带宽可有100MHZ，移动通信发展最明显的趋势就是频谱不断变宽，2G使频谱只有200kHZ只能满足语音和文字的传递，3G时频谱扩大到了5MHZ，让移动互联网成为可能，4G 20MHZ就可以流畅播放视频。而5G就可以支持AR等更需要网速的应用落地了。 # `: R& q; E6 O
6 b; z( ^( r2 M! [- K% |7 x4 T6 x1 v& i K8 O
但是为了安放更大的频段信号本身的频率也会变高，这就带来了一些问题，大家都知道电磁波的波长乘以频率等于光速，而光速是一个定值，频率变高了，波长就得变短，而波长变短的话，路径损耗会变大，信号的绕射能力也会降低，基站的覆盖面积就会变小。 那有什么办法能改善5G的覆盖呢？很简单，再建一个基站就可以了。5G时代除了很大的宏基站来保证信号的覆盖，还有很多微型基站来补充宏基站的盲区，但是光建基站肯定是不行的，所以下个技术就很重要了，也就是波束赋形。
, N9 H! X. f0 ~* v6 d3 v. w9 U
, h8 D# A" L* M% y4 x; i, o
, v, r) v; V3 P2 f+ k% k% ?+ P4 b" X Q+ e
还是在水里，现在这种模式下水波是全方位扩散出去的，但是用户只是一个点而已，这就意味着很大的资源都被浪费掉了，有没有什么办法把信息定向的发送给用户呢？还真有，根据高中物理，如果我们在一个波旁边放一个一样的波，那么这两个波波峰相遇的地方会传得更远，而波峰和波谷相遇的地方会抵消掉。 而当天线足够多时，我们就可以定向的发送电磁波给用户，不只是单纯的把它全方向扩散出去。这么做覆盖距离就更远，信号强度也更强。通过大规模天线还可以形成多个波束，同时服务多个用户，大大提升效率。 除了这些，5G还可能实现一个叫全双工的技术。什么叫全双工呢？
0 P* D, n. v ^7 @- ]: a8 p5 \9 s& Y. u8 h4 O+ Q
这里我们来两个锥形瓶举例，这两个瓶子，一个代表终端，一个代表基站，里面的水代表数据。终端可以收到基站的信息，也可以将信息发往基站，但是它并不能同时同频发出并接收信息，因为在同一频段里会有严重的干扰。 所谓全双工，就是上传和下载可以同时同频进行。那么可以打电话不就是全双工吗?是这样，现有的双工技术有两种，一种叫时分双工，就是把时间分开，在这种模式中上传和下载是在不同的时隙中进行，只是这个时间分割得太短，感觉不出来而已。还有一种叫频分双工，在这种模式下，把已有的频宽分开，分别用于上传和下载。这两种一种牺牲了时间的利用率，这种牺牲了频谱的利用率，而在5G下就有可能实现真正的同时同频全双工。
r) t2 R8 k+ L这些就是5G高速的主要原因，你看懂了吗？ 3 f1 d. v' ^8 G: U
文章由巢影字幕组译制 - Q. L- ` K$ P ~' `5 x5 e* b( q
9 g" u3 D8 g8 z
| 
/1 
发表于 2021-8-19 13:20
收藏
淘帖
支持！
反对！