Mitä eroa on 5G:llä ja 4G:llä?

Mitä eroa on 5G:llä ja 4G:llä?

Tämän päivän tarina alkaa kaavalla.

Se on yksinkertainen mutta maaginen kaava.Se on yksinkertainen, koska siinä on vain kolme kirjainta.Ja se on hämmästyttävää, koska se on kaava, joka sisältää viestintätekniikan mysteerin.

Kaava on:

Sallikaa minun selittää kaava, joka on fysiikan peruskaava, valon nopeus = aallonpituus * taajuus.

Kaavasta voit sanoa: onko se 1G, 2G, 3G tai 4G, 5G, kaikki yksinään.

Langallinen?Langaton?

Viestintätekniikoita on vain kahdenlaisia ​​– lankaviestintä ja langaton viestintä.

Jos soitan sinulle, tietodata on joko ilmassa (näkymätön ja aineeton) tai fyysinen materiaali (näkyvä ja konkreettinen).

Jos se lähetetään fyysisillä materiaaleilla, se on langallista viestintää.Sitä käytetään kuparilankaa, optista kuitua jne., joita kaikkia kutsutaan langallisiksi tietovälineiksi.

Kun dataa siirretään langallisen median kautta, nopeus voi saavuttaa erittäin korkeita arvoja.

Esimerkiksi laboratoriossa yksittäisen kuidun maksiminopeus on saavuttanut 26 Tbps;se on kaksikymmentäkuusituhatta kertaa perinteiseen kaapeliin verrattuna.

Optinen kuitu

Ilmaliikenne on matkaviestinnän pullonkaula.

Nykyinen valtavirran mobiilistandardi on 4G LTE, jonka teoreettinen nopeus on vain 150 Mbps (pois lukien operaattorin yhdistäminen).Tämä ei ole mitään kaapeliin verrattuna.

Siksi,Jos 5G:n on määrä saavuttaa nopea päästä päähän, kriittinen kohta on murtaa langattoman pullonkaula.

Kuten me kaikki tiedämme, langaton viestintä on sähkömagneettisten aaltojen käyttöä viestintään.Sähköaallot ja valoaallot ovat molemmat sähkömagneettisia aaltoja.

Sen taajuus määrittää sähkömagneettisen aallon toiminnan.Eritaajuisilla sähkömagneettisilla aalloilla on erilaiset ominaisuudet ja siksi niillä on muita käyttötarkoituksia.

Esimerkiksi korkeataajuisilla gammasäteillä on merkittävä kuolleisuus, ja niitä voidaan käyttää kasvainten hoitoon.

Käytämme tällä hetkellä pääasiassa sähköaaltoja viestintään.Tietysti optinen viestintä, kuten LIFI, on nousussa.

LiFi (light fidelity), näkyvän valon viestintä.

Palataan ensin radioaalloille.

Elektroniikka kuuluu eräänlaiseen sähkömagneettiseen aaltoon.Sen taajuusresurssit ovat rajalliset.

Jaoimme taajuuden eri osiin ja osoitimme ne erilaisiin objekteihin ja käyttötarkoituksiin häiriöiden ja ristiriitojen välttämiseksi.

Eritaajuisten radioaaltojen käyttö

Käytämme pääasiassaMF-SHFmatkapuhelinviestintään.

Esimerkiksi "GSM900" ja "CDMA800" viittaavat usein GSM:ään, joka toimii 900 MHz:llä, ja CDMA:ta, joka toimii 800 MHz:llä.

Tällä hetkellä maailman valtavirran 4G LTE -teknologiastandardi kuuluu UHF- ja SHF-standardeihin.

Kiina käyttää pääasiassa SHF:ää

Kuten näet, 1G, 2G, 3G, 4G kehittyessä käytetty radiotaajuus kasvaa ja nousee.

Miksi?

Tämä johtuu pääasiassa siitä, että mitä korkeampi taajuus, sitä enemmän taajuusresursseja on käytettävissä.Mitä enemmän taajuusresursseja on saatavilla, sitä suurempi lähetysnopeus voidaan saavuttaa.

Korkeampi taajuus tarkoittaa enemmän resursseja, mikä tarkoittaa suurempaa nopeutta.

Joten mitä 5 G käyttää tiettyjä taajuuksia?

Kuten alla:

5G:n taajuusalue on jaettu kahteen tyyppiin: toinen on alle 6 GHz, mikä ei eroa kovinkaan paljon nykyisestä 2G, 3G, 4G, ja toinen, joka on korkea, yli 24 GHz.

Tällä hetkellä 28 GHz on johtava kansainvälinen testikaista (taajuuskaistasta voi tulla myös ensimmäinen kaupallinen taajuuskaista 5G:lle)

Jos lasketaan 28 GHz:llä, edellä mainitsemamme kaavan mukaan:

No, se on 5G:n ensimmäinen tekninen ominaisuus

Millimetri-aalto

Sallikaa minun näyttää taajuustaulukko uudelleen:

Kiinnitä huomiota lopputulokseen.Onko tuo amillimetriaalto!

No, koska korkeat taajuudet ovat niin hyviä, miksi emme käyttäneet korkeaa taajuutta aiemmin?

Syy on yksinkertainen:

– Kyse ei ole siitä, ettet halua käyttää sitä.Se on, että sinulla ei ole varaa siihen.

Sähkömagneettisten aaltojen merkittävät ominaisuudet: mitä suurempi taajuus, sitä lyhyempi aallonpituus, sitä lähempänä lineaarista etenemistä (mitä huonompi diffraktiokyky).Mitä suurempi taajuus, sitä suurempi vaimennus väliaineessa.

Katso laserkynääsi (aallonpituus on noin 635 nm).Säteilevä valo on suoraa.Jos estät sen, et pääse läpi.

Katso sitten satelliittiviestintää ja GPS-navigointia (aallonpituus on noin 1 cm).Jos on esteitä, signaalia ei ole.

Satelliitin iso potti on kalibroitava osoittamaan satelliitti oikeaan suuntaan, muuten pienikin suuntausvirhe vaikuttaa signaalin laatuun.

Jos matkaviestintä käyttää suurtaajuuskaistaa, sen merkittävin ongelma on merkittävästi lyhentynyt lähetysetäisyys ja peittokyky heikkenee huomattavasti.

Saman alueen kattamiseksi tarvittavien 5G-tukiasemien määrä ylittää merkittävästi 4G:n.

Mitä tukiasemien lukumäärä tarkoittaa?Rahat, investoinnit ja kustannukset.

Mitä pienempi taajuus, sitä halvempi verkko on ja sitä kilpailukykyisempi se on.Siksi kaikki operaattorit ovat kamppailleet matalia taajuuksia vastaan.

Joitakin kaistoja kutsutaan jopa kultaisiksi taajuuskaistoiksi.

Siksi edellä mainituista syistä korkean taajuuden lähtökohtana, verkon rakentamisen kustannuspaineiden vähentämiseksi, 5G:n on löydettävä uusi ulospääsy.

Ja mitkä ovat ulospääsy?

Ensinnäkin on mikrotukiasema.

Mikrotukiasema

Tukiasemia on kahdenlaisia, mikrotukiasemia ja makrotukiasemia.Katso nimeä, ja mikrotukiasema on pieni;makrotukiasema on valtava.

Makrotukiasema:

Suuren alueen kattamiseksi.

Mikrotukiasema:

Hyvin pieni.

Monet mikrotukiasemat ovat nyt nähtävissä, etenkin kaupunkialueilla ja sisätiloissa.

Tulevaisuudessa 5G:n osalta niitä tulee olemaan paljon enemmän, ja ne asennetaan kaikkialle, melkein kaikkialle.

Saatat kysyä, vaikuttaako ihmiskehoon niin monta tukiasemia?

Vastaukseni on - ei.

Mitä enemmän tukiasemia on, sitä vähemmän säteilyä on.

Mieti, onko talossa, jossa on porukkaa, talvella parempi olla yksi suuritehoinen lämmitin vai useita pienitehoisia lämmittimiä?

Pieni tukiasema, pienitehoinen ja sopii kaikille.

Jos vain suuri tukiasema, säteily on merkittävää ja liian kaukana, signaalia ei ole.

Missä antenni on?

Oletko huomannut, että matkapuhelimissa oli ennen pitkä antenni ja varhaisissa matkapuhelimissa pienet antennit?Miksei meillä nyt ole antenneja?

No, se ei tarkoita sitä, ettemme tarvitse antenneja;se on, että antennimme pienenevät.

Antennin ominaisuuksien mukaan antennin pituuden tulee olla verrannollinen aallonpituuteen, noin välillä 1/10 ~ 1/4

Ajan muuttuessa matkapuhelimiemme viestintätaajuus kasvaa ja aallonpituus lyhenee ja antenni myös nopeutuu.

Millimetriaaltoviestintä, antenni tulee myös millimetrin tasolla

Tämä tarkoittaa, että antenni voidaan asentaa kokonaan matkapuhelimeen ja jopa useita antenneja.

Tämä on 5G:n kolmas avain

Massiivinen MIMO (Moniantennitekniikka)

MIMO, joka tarkoittaa useaa tuloa, useita lähtöjä.

LTE-aikakaudella meillä on jo MIMO, mutta antennien määrä ei ole liikaa, ja voidaan vain sanoa, että se on MIMOn aiempi versio.

5G-aikakaudella MIMO-teknologiasta tulee parannettu versio Massive MIMOsta.

Matkapuhelin voidaan täyttää useilla antenneilla, solutorneista puhumattakaan.

Edellisessä tukiasemassa oli vain muutama antenni.

5G-aikakaudella antennien määrää ei mitata kappaleilla vaan "Array"-antenniryhmällä.

Antennit eivät kuitenkaan saa olla liian lähellä toisiaan.

Antennien ominaisuuksista johtuen moniantenniryhmä edellyttää, että antennien välinen etäisyys on pidettävä puolen aallonpituuden yläpuolella.Jos ne pääsevät liian lähelle, ne häiritsevät toisiaan ja vaikuttavat signaalien lähetykseen ja vastaanottoon.

Kun tukiasema lähettää signaalin, se on kuin hehkulamppu.

Signaali lähetetään ympäristöön.Valoa varten tietysti on valaista koko huone.Jos vain havainnollistaa tiettyä aluetta tai esinettä, suurin osa valosta menee hukkaan.

Tukiasema on sama;paljon energiaa ja resursseja menee hukkaan.

Joten, jos voimme löytää näkymätön käden sitomaan hajallaan olevan valon?

Tämä ei ainoastaan ​​säästä energiaa, vaan myös varmistaa, että valaistulla alueella on riittävästi valoa.

Vastaus on kyllä.

Tämä onSäteen muodostus

Säteenmuodostus tai spatiaalinen suodatus on signaalinkäsittelytekniikka, jota käytetään anturiryhmissä suunnatun signaalin lähettämiseen tai vastaanottamiseen.Tämä saavutetaan yhdistämällä elementtejä antenniryhmässä siten, että tietyissä kulmissa olevat signaalit kokevat rakentavaa häiriötä, kun taas toiset kokevat tuhoavia häiriöitä.Säteenmuodostusta voidaan käyttää sekä lähetys- että vastaanottopäässä spatiaalisen selektiivisyyden saavuttamiseksi.

Tämä spatiaalinen multipleksointitekniikka on muuttunut monisuuntaisesta signaalipeitosta tarkkoihin suuntapalveluihin, se ei häiritse säteiden välillä samassa tilassa tarjotakseen enemmän viestintäyhteyksiä, parantaa merkittävästi tukiaseman palvelukapasiteettia.

Nykyisessä matkaviestinverkossa, vaikka kaksi ihmistä soittaisikin toisilleen kasvotusten, signaalit välitetään tukiasemien kautta, mukaan lukien ohjaussignaalit ja datapaketit.

Mutta 5G-aikakaudella tämä tilanne ei välttämättä ole tilanne.

5G:n viides merkittävä ominaisuus -D2Don laitteesta laitteeseen.

Jos kaksi saman tukiaseman käyttäjää kommunikoivat 5G-aikakaudella keskenään, heidän tietojaan ei enää välitetä tukiaseman kautta, vaan suoraan matkapuhelimeen.

Tällä tavalla se säästää paljon ilmavaroja ja vähentää tukiasemaan kohdistuvaa painetta.

Mutta jos luulet, että sinun ei tarvitse maksaa tällä tavalla, olet väärässä.

Ohjausviestin on myös lähdettävä tukiasemalta;käytät spektriresursseja.Kuinka operaattorit saattoivat päästää sinut menemään?

Viestintätekniikka ei ole salaperäinen;Viestintätekniikan kruununjalokivi 5 G ei ole saavuttamaton innovaatiovallankumoustekniikka;se on enemmänkin olemassa olevan viestintätekniikan kehitystä.

Kuten eräs asiantuntija sanoi -

Viestintätekniikan rajat eivät rajoitu teknisiin rajoituksiin, vaan tiukkaan matematiikkaan perustuviin päätelmiin, joita on mahdotonta rikkoa nopeasti.

Ja kuinka edelleen tutkia viestinnän mahdollisuuksia tieteellisten periaatteiden puitteissa, on monien viestintäalan ihmisten väsymätön pyrkimys.