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从4G到5G传播速率增加,5G 实现的技术途径是什么

五度易链 2019-03-13 3635 58

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 从以前的2G到现在的5G,我们也成为了信息传播速率加快的见证者。那么5G是怎样实现了呢?我们能够用上5G依托了哪些技术进展呢?


  从以前的2G到现在的5G,我们也成为了信息传播速率加快的见证者。那么5G是怎样实现了呢?我们能够用上5G依托了哪些技术进展呢?

  无线通讯速率明显低于有线通讯

  通信技术分为两种,有线通信和无线通信。

  如果信息是通过实物传播,即有线通信,基本上就是用的铜线、光纤这些线缆,统称为有线介质。在有线介质上传播数据,速率可以达到很高的数值。以光纤为例,在实验室中,单条光纤最大速度已达到了26Tbps,是传统网线的两万六千倍。

  而空中传播信息这部分,则是无线通信。无线通信面临的问题也是移动通信要解决的问题。目前主流的移动通信标准是4G LTE,理论速率只有150Mbps(不包括载波聚合),和有线通信相比差距甚远。而无线通信想要提高通信速率,即实现5G技术,需要解决的也是无线通信提高速率要面对的问题。

  提高传播速率是要提高频率

  无线通信的传播途径是电磁波。电磁波的功能特性,是由它的频率决定的。不同频率的电磁波,有不同的属性特点,从而有不同的用途。例如,高频的γ射线,具有很大的杀伤力,可以用来治疗肿瘤。

  电波和光波,都属于电磁波。我们目前主要使用电波进行通信,使用到的频率是中频~超高频。我们经常见到的“GSM900”、“CDMA800”,就是指工作频段在900MHz的GSM,和工作频段在800MHz的CDMA。

  随着1G、2G、3G、4G的发展,使用的电波频率是越来越高的。因为频率越高,能使用的频率资源越丰富。频率资源越丰富,能实现的传输速率就越高,也就能达到我们想要的5G。

  而5G的频率范围,分为两种:一种是6GHz以下,这个和目前我们的2/3/4G差别不算太大。还有一种,就很高了,在24GHz以上。目前,国际上主要使用28GHz进行试验(这个频段也有可能成为5G最先商用的频段)。

  5G是怎样实现的

  无线传输增加传输速率一般有两种方法,一是增加频谱利用率,二是增加频谱带宽。

  相对于提高频谱利用率,增加频谱带宽的方法显得更简单直接。在频谱利用率不变的情况下,可用带宽翻倍则可以实现的数据传输速率也翻倍。但问题是,现在常用的5GHz以下的频段已经非常拥挤,到哪里去找新的频谱资源呢?5G使用毫米波就是通过第二种方法来提升速率。

  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越大。在毫米波频段中,28GHz频段和60GHz频段是最有希望使用在5G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(整个9GHz的可用频谱分成了四个信道)。

  相比而言,4G-LTE频段最高频率的载波在2GHz上下,而可用频谱带宽只有100MHz。因此,如果使用毫米波频段,频谱带宽轻轻松松就翻了10倍,传输速率也可得到巨大提升。

  5G技术的发展将直接影响当前的通信速率,进而影响多个行业的发展,对于物联网的发展,更是有跳跃式跨越的进步。


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