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今年将是5g商用元年,这意味着从今年下半年开始,消费者将能陆续从市场上看到支持5g网络的手机。相比4g网络,5g在速度上有了质的飞跃,数据传输速度甚至可以提升百倍。了解了5g手机的优势后,你知道5g时代你的手机是怎么上网的吗?今天,让我们 让我们了解一下5g上网的相关知识。
找到了一个5g高速通道
无论在4g还是5g时代,我们上网的时候,一般都是把服务器的数据转换成电磁波,通过基站的天线发送出去。当我们的手机接收到这些数据信号后,会通过手机内置的调制解调器进行转换,这样信号数据就会转换成二进制数据进行存储,然后通过手机内部的cpu对数据进行处理,从而将网上的内容转换成图片、视频等信息,在手机上进行浏览。
5g的速度之所以比4g有质的变化,是因为从基站发出电磁波到你的手机接收信号的过程发生了变化,采用了不同的技术。
数据传输依赖于频谱,但随着几代通信技术的发展,30ghz以下的频谱资源已经基本被运营商、广电机构占据,没有足够的频谱分配给5g网络。目前频谱资源就像早高峰的马路,基本饱和。5g网络要想流畅使用,需要开辟新的道路。
毫米波是5g网络选择的新途径。在之前的30年里,通信领域从未采用过毫米波,这也是为什么毫米波频段拥有广阔的带宽资源,成为5g网络的高速公路。之前我们接触的2g网络带宽只有200khz,但是在3g网络时代,带宽达到了5mhz,4g时代,带宽达到了20mhz,5g时代,达到了1ghz以上。
毫米波从未被使用过,一方面是因为消费者 以前对带宽的需求不高,现有资源已经能够满足;另一方面,毫米波的成本高于现有的频谱资源,需要大量的资金投入;最后,技术还不够成熟,无法广泛应用。
过去很长一段时间,毫米波用于航空航天、雷达、遥感等领域,而不用于民用通信。5gnr (new air interface)是第一代使用毫米波天线的无线通信系统,可以充分利用毫米波的海量带宽,实现更快的网络传输速度。
利用毫米波
通常情况下,无线电波的频率越高,数据传输速度越快,单位时间内传输的信息越多。给用户带来的直接感受就是网速的提升。毫米波属于非常高的频段,它的高速会是普通用户最直观的感受。另外,因为毫米波频段基本没有干扰源。所以毫米波信道会非常稳定,基本可以媲美有线光的传输质量。
另外,毫米波的另一个优势是波束窄。所谓波束,可以简单理解为无线信号的传输方向。更窄的波束也意味着可以聚焦信号的传输方向,可以减少功耗和资源浪费。
鉴于毫米波波束较窄,5g时代需要新的信号传输技术。目前基站是全向的,可以把信号发送到大范围内的各个角落。就像房间里的灯,打开灯,整个房间都亮了。
虽然这样可以保证大范围的信号覆盖,但是有能耗大,浪费资源的问题,因为不是所有的范围都需要信号覆盖。所以在5g时代,信号天线采用波束形成技术,将毫米波聚集在一起,形成定向波束,就像激光笔一样,更有方向性。
波束控制技术和波束跟踪技术也与波束形成相匹配。信号发射的光束可以跟随用户 s运动,并做相应的方向调整。当信号受阻时,它可以自动切换其他信号基站发出的波束,保证手机信号的稳定。过去,在信号覆盖差的地区,我们经常嘲笑的情况是 移动罐 t移动,可以 t连接 将不复存在。
图片来自网络。
由于毫米波频率高,波长短,天线尺寸可以做得很小,所以未来可以在信号基站上加一个路灯或者广告牌。以前经常看到有人会对通信基站造成辐射伤害,与运营商发生的新闻。到了5g时代,这种情况会得到很大改善,因为基站可以更方便地部署。
图片来自网络。
此外,5g基站也可以部署在室内。在商场、体育场等高流量场所,部署5g基站可以保证通信的正常进行。总的来说,5g基站的部署比以前更加方便灵活,这样5g的信号覆盖不会比4g差,甚至更好。
至于一些普通用户担心的信号辐射问题,完全不用担心。一方面,小基站的能耗比现在的大基站低很多。另外,毫米波属于非电离辐射的范畴。按照现在的科学认知,没有发现对身体有不良影响,所以比较安全。
从基站端来说,可以通过密集的天线阵列发射多个天线,那么在设备端如何接受这些信号呢?这就需要解决接收机的问题,即大规模mimo(多输入多输出),可以实现多天线的发射和接收。目前手机可以实现2天线、4天线甚至8天线的mimo,但在5g时代已经升级到64/128、256,不仅水平方向可以接受,垂直方向也可以接受,形成全空间覆盖。
制造毫米波a 现实与未来
我讲了很多毫米波的优点,但是我们如何集成毫米波呢?如何将我们的技术应用到日常生活中?这就需要依靠行业上游厂商投入研发毫米波技术。目前,高通无疑走在了行业的前列,因为高通不仅有5g调制解调器,还推出了毫米波天线模块。
事实上,早在2016年,高通就率先推出了首款支持28ghz毫米波的调制解调器芯片骁龙x50。目前也是5g手机首批使用的5g芯片之一。骁龙x50的出现使用户能够在今年5g商用后购买支持5g网络的手机。
2018年,高通推出了毫米波天线模块qtm052,它的尺寸非常小,以便信号发射器处的天线可以很容易地形成天线阵列。此外,高通qtm052毫米波天线模块由于体积小,也可以放置在手机中。通过2x2 mimo技术,可以实现双向收发,提升手机信号强度。
在今年 高通mwc19推出第二代5g移动终端解决方案,包括全新的qtm525 5g毫米波天线模块和高通骁龙x55 5g调制解调器。除了增强天线性能,新方案还增加了对更多频段的支持,这意味着对5g网络的支持更加全面。
第二代qtm525 5g毫米波天线模块支持26ghz、28ghz和39ghz毫米波频段,也是目前主流国家的5g毫米波频段。因此,未来使用qtm525 5g毫米波天线模块的手机,无论在哪里,都可以像现在的全网通手机一样流畅地接入网络。
而且qtm525 5g毫米波天线模块尺寸进一步缩小,甚至可以放入厚度小于8mm的手机中,让5g手机在设计上有了更多的优化空间。
摘要
对于用户来说,大家最关心的就是网络覆盖的问题。5g发展初期,5g网络覆盖不到的地方,是不是就不能上网了?显然,人们担心得太多了。在这方面,高通有一套完整的解决方案,实现了2/3/4/5g网络的无缝连接。即使在5g网络发展初期,也无需担心网络覆盖问题。
更低的延迟,更高的速度,更稳定的连接,这就是5g。2018年1月,高通启动了5g试点计划。目前已有20多家运营商和终端厂商参与,30多款5g手机正在研发中。依托高通 s 5g解决方案,5g时代将在今年顺利到来,采用第二代5g解决方案的设备最快将在今年年底前亮相。未来已经来了,也值得期待。
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