一、5G时代来临
6月6日,中国发放5G商用牌照!2019年,中国正式进入5G商用元年!广东领先全国,已建5G基站超14200个。图1
图1G指的是Generation,也就是“代”的意思。
1G:模拟通信系统,说中的大哥大,成为财富和身份的象征。
2G:数字网络,文本时代。
3G:高速IP数据网络,图片时代,传输速率2Mbps。
4G:全IP数据网络,视频时代。4G与3G的比较,传输速率增大20倍,达到100Mbps。
5G:第五代移动通信,物联网时代。5G与4G的比较,传输速率增大10到100倍,达到10Gbps。
二、5G为什么快?
通信技术只分有线通信和无线通信。有线通信速度很高,无线通信难度大、依靠电磁波传播。电磁波的频率资源有限,不同的频率特性,有不同的用途。
频率越高——频段越宽——速度越快。
5G通信用的是高频波,所以速度更快。
三、频率越高越好吗?
记住这个公式:光速=波长×频率,光速在真空中速度为每秒30万公里。图2
图2电磁波的特点:频率越高,波长越短,绕射能力越差(无线电波是长波,波长在几公里至几十公里)。并且,频率越高,传播过程中的衰减也越大,覆盖能力会大幅减弱。如果卫星、通信基站被遮挡,GPS、手机就没有信号了。
如果5G频率按30GHz计算,波长=光速(300000km)/频率(30GHz),5G通信波长是10mm。信号覆盖同一个区域,频率越高需要的基站越多。
四、如何降低成本?
——建立很多微基站。
基站有两种:微基站和宏基站,以前都是大的基站,建一个覆盖一大片。图3
图3基站越小,功率越小,辐射越小。
基站数量越多,覆盖就越好,速度就越快。
——天线变小了。
天线长度应与波长成正比,大约在1/10~1/4之间,5G波长10mm,天线也变成毫米级了。
——Massive MIMO
MIMO是“多进多出”(Multiple-Input Multiple-Output),多根天线发送,多根天线接收。Massive MIMO是加强版MIMO,基站和手机都能塞很多根天线。
——D2D(Device to Device)
传统通信即使两个人面对面拨打手机,信号也需要通过基站中转。
5G同一基站下的两个用户通信,数据不再通过基站转发,而是直接手机到手机,基站只起控制角色,节约了大量的空中资源,也减轻了基站的压力。
五、每个人都有一个天线,都是独一无二的IP
通信意味着数据流,未来通信将基于云存储和移动分布式存储,每个人都是一个基站和天线,都将是移动区块链中独一无二的IP。图4
图4通过近百年前的一段散文结束该文。
“无论年届花甲,拟或二八芳龄,心中皆有生命之欢乐,奇迹之诱惑,孩童般天真久盛不衰。人人心中皆有一台天 线,只要你从天上人间接受美好、希望、欢乐、勇气和力量的信号,你就青春永驻,风华常存。”《青春》塞缪尔·厄尔曼(1840.4.13-1924.3.21)
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