是什么让5G的峰值速度高达20Gb/s？一文看懂毫米波技术

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雷锋。随着视频内容的爆炸式增长，今天的移动用户不再满足于现有的互联网速度，而希望电信运营商能够提供更快的数据传输速度和更可靠的网络服务，下一代通信技术5g就是在这种背景下诞生的。

虽然5g仍处于规划阶段，但整个行业都在共同努力，希望确定5g的最终形式。然而，这个行业的所有参与者都必须同意这一点:随着移动用户数量及其需求的增加，5g必须比当前的蜂窝网络基站处理更多流量的速度更快。

为了实现这一点，无线通信工程师正在设计一项新技术。有了这些技术，5g数据传输的延迟不会超过1毫秒(相比之下，今天4g网络的延迟约为70毫秒)，数据下载的峰值速度将高达20gb/s(4g为1gb/s)。

目前，尚不清楚从长远来看，哪些技术将是5g中最关键的，但一些早期技术已经出现。这些技术包括毫米波、小型基站、大规模多输入多输出、全双工和波束形成。

当今无线网络遇到的一个非常重要的问题是，越来越多的人和设备消耗的数据比以前多得多，但它们仍然拥挤在电信公司使用的无线电频谱的同一频带中。这意味着每个人都被分配有限的带宽，这导致速度下降和掉线。

众所周知，随着连接到无线网络的设备数量的增加，频谱资源稀缺的问题日益突出。至少目前，我们只能在极窄的频谱中共享有限的带宽，这极大地影响了用户体验。毫米波技术是解决这一问题的关键。

什么是毫米波？与先前用于移动设备的低于5ghz的频带相比，毫米波以30ghz到300ghz之间的频率传输。它们被称为毫米波，因为这些频段的波长在1毫米到10毫米之间，而现在用于智能手机的无线电波的波长大多是几十厘米。

到目前为止，毫米波只用于雷达系统和卫星。现在，一些蜂窝网络提供商已经开始使用毫米波在诸如两个基站的固定点之间传输数据，但是使用毫米波将移动用户与附近的基站连接起来是一种全新的方法。

毫米波技术的优势是什么？雷锋。com此前报道，在无线传输中一般有两种提高传输速率的方法，一种是提高频谱利用率，另一种是增加频谱带宽。与提高频谱利用率相比，增加频谱带宽的方法更简单、更直接。在频谱利用率不变的情况下，当可用带宽翻倍时，数据传输速率可以翻倍。但问题是，通常使用的低于5ghz的频带已经非常拥挤了。我们在哪里可以找到新的频谱资源？使用5克的毫米波是提高速度的第二种方法。

根据通信原理，无线通信的最大信号带宽约为载波频率的5%，因此载波频率越高，可实现的信号带宽越大。在毫米波频段中，28ghz频段和60ghz频段是5g中最有前途的两个频段。28ghz频段的可用频谱带宽可达1ghz，而60ghz频段的每个通道的可用信号带宽可达2ghz(整个9ghz可用频谱分为四个通道)。

相比之下，4g-lte频段的最高载频约为2ghz，而可用频谱带宽仅为100mhz。因此，如果使用毫米波段，频谱带宽可以容易地加倍10倍，并且传输速率可以大大提高。

毫米波技术的缺点是什么？除了它的优点之外，毫米波还有一个主要的缺点，那就是它不容易穿过建筑物或障碍物，并且它可以被植物叶子和雨水吸收。这就是5g网络将使用小型基站来加强传统蜂窝塔的原因。

由于毫米波的高频率和短波长，这意味着其天线尺寸可以做得非常小，这是部署小型基站的基础。可以预见，未来5g移动通信将不再依赖于大型基站的部署架构，大量的小型基站将成为新的趋势，可以覆盖大型基站无法覆盖的外围通信。

《硅理论》(Silicon Theory)的作者李宜雷曾表示，目前，各大厂商计划使用5g频段，在室外开放区域使用低于6ghz的传统频段，以确保信号覆盖，同时使用微型基站和毫米波技术在室内实现超高速数据传输。

借助毫米波和其他5g技术，工程师们希望构建5g网络不仅能为智能手机用户提供服务，还能在无人驾驶汽车、虚拟现实和物联网中发挥重要作用。

研究人员和公司对5g寄予厚望，并承诺为消费者提供超低延迟和创纪录的数据速度。如果他们能够解决剩余的挑战，并找出如何使整个系统协同工作，超高速5g服务有望在未来五年内商业化。

*本文综合了一篇文章“5g哪里比4g更好？”读完这篇文章，你会明白“如何实现比4g快十倍的速度？毫米波技术是5g的关键。

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来源：搜狐微门户