5G最重要的5项技术,缺一不可

大家都知道5G主要有网速快、延时低,可海量连接设备等特点,这得益于毫米波(Millimeter Waves)利用在5G通讯领域上。5G划时代诞生肯定不止一项技术支撑,就好比西游记, 孙悟空、唐三藏、猪八戒、沙僧各有各的职责。

同样,5G也一样,只有毫米波肯定实现不了5G网络,还有4项技术与5G密不可分,分别是大规模多输入多输出(massive MIMO)、波束成形(3D Beamforming)、小基站(Small Cells)、全双工(Full Duplex),这5项技术成就了5G网络发展。

华叔用5天时间,将它们逐一解剖。

我们先聊聊毫米波,自从有了移动网络那天,所有可以联网的设备信号频率都在3千赫兹到6千兆赫兹这个范围之内,以前没有什么问题,因为联网的主要是手机。

随着物联网、自动驾驶汽车、智能穿戴设备、虚拟现实、增强现实等无数新技术的出现,越来越多的设备需要一直与网络保持连接,而且要求网速快,导致网络越来越拥挤。

这里的连接设备是指确实和网络连接产生实时数据交互的设备。如果你的手机仅仅是在待机比如挂着QQ,微信那么是不算连接设备的,只有你发起一个视频通话或者开始一局在线游戏,这样才算真正的连接设备。

如果对信号频率、千赫兹不了解没问题,举个例子,以前游泳池的人很少,随便在池中畅游。慢慢人越来越多,大家可游范围越来越窄,最后塞车不可动弹。

这就好像我们现在使用的4G网络,4G诞生时网速很快,有人试过每秒80M的下载速度,华叔也体验过50M的下载速度。到现在,速度肯定大不如前,甚至在演唱会等大型活动连不上网络。

保守估计在2020年,将超过500亿台设备连接到网络。如果所有新增加的设备依然使用当前范围的频谱,则带宽不够分,设备无法获得足够的带宽,则无法达到设计性能,会出现运行速度慢、掉线等等我们经常吐槽的问题。

有了毫米波技术,就可以使用6千兆赫兹到300千兆赫兹这段频谱,大大增加了可供分配的带宽。这样泳池变宽了,游泳的人不再受到限制继续畅游。

不过,并非马上能使用这段频谱范围内的所有频率,普通用户刚开始很可能是使用从24千兆赫兹到40千兆赫兹这段范围的授权频谱。

从60千兆赫兹到70千兆赫兹这段频谱被设定为共享频谱,用于关键业务包括智慧城市基础设施、自动驾驶汽车和医疗服务等等,这些业务要求连接不能中断、网速搞、延时低。

比如,自动驾驶汽车,不能因为旁边有人接电话而出现连接中断。自动驾驶延时要求不低于10ms,全球驾驶技术最好的F1车手反应时间也只在100ms左右,由于延时高带来的问题,普通人在开车时是无法对路上状况作出迅速反应的,高延时带来的后果相当严重。

由于5G网络分配带宽很灵活,共享频谱设计的时候,也会考虑普通用户的使用。当某个用户所在的位置,有未被使用的共享频谱,而同时上网的设备太多、很拥挤,可以分配一些共享频谱给这个用户临时使用。

可能有人会问华叔,为什么直到现在还尚未利用毫米波,原因是之前没有必要,因为之前连接到网络的设备并不多带宽够用。另外,毫米波容易被大气吸收,而且容易被雨雪和建筑散射、吸收,所以几乎要求是视距通信(视距通信是指信号的发送方和接收方之间没有障碍物,简单来说是互相可见),之前利用毫米波的技术并不成熟。

毫米波说到这里,华叔明天聊聊大规模多输入多输出。

日本通过GTR超跑测试5G自动驾驶技术

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