通俗易懂讲解5G技术

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1、通俗易懂讲解5G技术关于 5G5G 通信，常见的文章都讲的晦涩难懂，不忍往下看，特此用大白话进行表述，供大家更好的理解 5G5G 技术。简单说，5G5G 就是第五代通信技术，主要特点是波长为毫米级，超宽带，超高速度，超低延时。1G1G 实现了模拟语音通信，大哥大没有屏幕只能打电话；2G2G实现了语音通信数字化，功能机有了小屏幕可以发短信了；3G3G 实现了语音以外图片等的多媒体通信，屏幕变大可以看图片了；4G4G 实现了局域高速上网，大屏与人之间更方便快捷的通信，而 5G5G 将实现随时、随地、万物互联，让人类敢于期待与地球上的万物通过直播的方式无时差同步参与其中。先看一个简单且神奇的公式:波

2、长频率c c是光速，是固定值真空中，光速理论值是每秒3 3。万公里通信技术，归根到底，就分为两种一一有线通信和无线通信。信息数据要么在空中传播（看不见、摸不着），要么在实物上传播（看得见、摸得着）智能机可以看短视频了，但在城市信号好，老家信1G1G4G4G 都是着眼于人1980s1990s3G2000s4GLi4GLi士FdMw/BetterFdMw/Better2010s2020s手机手机lllllll电信机房电信机房一xffl-a a才是移动通信的瓶颈所在。目前主流的 4GLTE,4GLTE,理论速率只有 150Mbps150Mbps。这个和有线是完全没办法相比的有编I I无线通信就是利用

3、电磁波进行通信。电波和光波，都属于电磁波。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，高频的精寸线，具有很大的杀伤力，可以用来治疗月中瘤在有线介质传播在有线介质传播 （电电缆、网鼓、光纤）缆、网鼓、光纤）在空中传播在空中传播（电磁波）（电磁波）在有线介质上传播数据，速率可以达到很高的数值。而空中传播这部分,所以，5G5G 如果要实现端到端的高速率，重点是突破无线这部分的瓶颈无线通信能力电灌过渡光波频率华幻 10106 61 1 胪 1O1O1010_J1.L10101212iOiO1 1410410ltiltiLOLOiaia.i._.J.1

4、.1.而尊国鼓TH1TH1打钟住的 E我们目前主要使用电波进行通信。当然，光波通信也在崛起，例如 LiFiLiFi无线电波属于电磁波的一种，它的频率资源是有限的。为了避免干扰和冲突，我们在电波这条公路上进一步划分车道，分配给不同的对象和用途名弥n波段波长主要用途甚陵V1FV1F1-3OKHJ1-3OKHJ!OOOKinlWKin!OOOKinlWKin每母着翁通培；远更惠海信融通函息导航IFIF怔膑IOKIOKTTITTIIKmIKm融片许信：中距点诵冉；期 THTH 用河后讥田彦叼就中或MFMFU U上1MH?1MH?卬施IKinbXItnIKinbXItn用.7.7 力信：必学丸城到昌信：

5、雄功偏中国鼻耳航高市HFHF3 3国或lOOnlOiriilOOnlOirii森喜史诙虫懦：国际定点置 5;5;AMAMKKMVHPVHPlOm-lmlOm-lm书商宗南十；检早于办逾信：兀汇电专已画喀：时中叵飞柠悻假 MMMM特除UHFUHFCLJ-JGMzCLJ-JGMz分率遗IrTi-OdmIrTi-Odm卜占楮月中电通门:G315G315 哼/.中春由*向 VMWVMW曲离发SHF3-MGHi3-MGHi玳道10cm1cmi10cm1cmi定古苞彼中书通信.人苕施微中更趣信.MMMMEHfEHfKTMGHeKTMGHe量米近IDiiinrlniniIDiiinrlnini禹崔即拈我曾：

6、夜寺感情无线通信的主要研究对It一直以来，我们主要是用中频超高频进行手机通信的。例如经常说的“GSM900GSM900 、“CDMA800CDMA800”，其实意思就是指，工作频段在 900MHz900MHz 的GSM,GSM,和工作频段在 800MHz800MHz 的 CDMACDMA。目前全球主流的 4GLTE4GLTE 技术标准,属于特局频和超图频。我们国家主要使用超高频:莪国LTELTE独谱划分TDDFDD畲计晓横力嫡港蛹语颇语资通中国耕幼1B80-19MMMZ2醛Q-73咏女2g廓5M也20M50MHUM130Ml中国联通2.30H320r.1Hz2555-2575MHZ20M2DM

7、1955-1980MH2：2145-2170MHz2&M25M50M中国电信23703WMHE23S-265SMHz20M20M1755-1785MHZ招新能0MHz3词30M1ODM善钟索蹲；工借都、拥育羊券知LL.r?B1/If1rLL.r?B1/If1rJ*1-I大家能看出来，随着 1G1G、2G2G、3G3G、4G4G 的发展，使用的电波频率是越来越高的 c c 这主要是因为，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。I* *20MHz20MHzLTELTE0 01WMH1WMH * *LTELTElTELTELTEL飞L”o olooMHilooMHi

8、匾1GH11GH1因此：更高的频率更多的资源一更快的速度。频率资源就像车厢，越高的频率,车厢越多，相同时间内能装载的信息就越多。那么，呢？如下图所示:LTELTE5G5G 使用的频率具体是多少LFtBLit20MHz20MHz450MHz-6000MHzIKHLBIIiHBLES0，J.KKJSB*1I.24250MHz-5翻/见骸5G5G 的频率范围，分为两种：一种是 6GHz6GHz 以下，这个和目前我们的 2/3/4G2/3/4G 差别不算太大。还有一种，就很高了，在 24GHz24GHz 以上，目前，国际上主要使用 28GHz28GHz 进行试验。如果按 28GHz28GHz 来算，根

9、据前文我们提到的公式：300f000,000m/s-=#10.7mm（毫米）280Q01000,000Hw这个就是 5G5G 的第一个技术特点毫米波名称游号波段波长1主要用演黑磔VLFVLF33CKHz33CKHz他散注lOOOKni-IOOKmlOOOKni-IOOKm当异盛型宜偌连走蜀遇佶.*逗里昌掰m m砌IFIFIOTCOKHIOTCOKHE E长康10KmIKm10KmIKm也洋浦若：中距南中信：通下黑G G僮信；诅W W肺FUFU中立中越tKinHXJmtKinHXJm%用的信；U U系北稳也通信：中由液写融高9B9BMFMFmVOMMmVOMM工始避lOOn-IOmlOOn-IO

10、m近距商悔龙通信：国行配点用忆寒细!口嘉景VHPVHP303OTMHZ303OTMHZMMlOndmlOndm电两国tMitMi海中遗屋归：人道申落后甬;对宝属忌片体通信：修面，1 1特商会UHFUHFD.3D.3分跟嬴ImIm心JeJe由feft 中域彳值；中信配制便5KF5KF330GHl330GHl电i曜10cmlm10cmlm大占垃JIJI中/耳偌火客南液中通曲倍，MttMI.MttMI.卫更通信.国足暹事曼谩主收恚簸EHFEHF303005Hf303005Hf今极lOmm-lftimlOmm-lftim加二g g心广但L12L129191,普渥 2/占述唁；曲等遢 M最下面一行，就是

11、“毫米波”。既然，频率高这么好，你一定会问：“为什么以前我们不用高频率呢？”不是不想用，是用不起。电磁波的显著特点：频率越高，波长越短，越趋近于直线传播（绕射和穿墙能力频率范围名称对应的频率范围FR1FR2波长.Y!频率越差）。频率越高，在传播介质中的衰减也越大。你看激光笔（波长 635nm635nm 左右），射出的光是直的吧，挡住了就过不去了。再看卫星通信和 GPSGPS 导航（波长 1cm1cm 左右），如果有遮挡物，就没信号了吧卫星那口大锅，必须校准瞄着卫星的方向，否则哪怕稍微歪一点，都会影响信号质量。移动通信如果用了高频段，那么它最大的问题，就是传输距离大幅缩短，覆盖能力大幅减弱。所以

12、，覆盖同一个区域，需要的 5G5G 基站数量，将大大超过 4G4G。4G那么基站数量意味着什么？成本啊！频率越低，网络建设就越省钱，竞争起来就越有利。这就是为什么，这些年，电信、移动、联通为了低频段而争得头破血流。有的频段甚至被称为一一黄金频段。这也是为什么，5G5G 时代，运营商拼命慰设备商，希望基站降价。（如果真的上 5G,5G,按以往的模式，设备商就发大财了。）所以，基于以上原因，在高频率的前提下，为了减轻网络建设方面的成本压力，5G5G 必须寻找新的出路。首先，就是微基站。基站有两种，微基站和宏基站。看名字就知道，微基站很小，宏基站很大！宏基站：室外常见，建一个覆盖一大片微基站如下，很

13、小。还有更小的，巴掌那么大。其实，微基站现在就有不少，尤其是城区和室内，经常能看到。以后，到了 5G5G 时代，微基站会更多，到处都会装上，几乎随处可见。那么多基站在身边，会不会对人体造成影响？不会。其实，和传统认知恰好相反,事实上，基站数量越多，辐射反而越小！你想一下，冬天，一群人的房子里,个大功率取暖器好，还是几个小功率取暖器好？大功率方案舒服基站小，功率低，对大家都好。如果只采用一个大基站，离得近，辐射大，离得远，没信号，反而不好以前大哥大都有很长的天线，早期的手机也有突出来的小天线，为什么现在我们的手机都没有天线了？那么天线去哪了?小功率方案很冷身身I其实，我们并不是不需要天线，而是天

14、线变小了随着时间变化，我们手机的通信频率越来越高，波长越来越短，天线也就跟着变短啦！毫米波通信，天线也变成毫米级。这就意味着，天线完全可以塞进手机的里面，甚至可以塞很多根。这就是 5G5G 的第三大杀手铜MassiveMIMOMassiveMIMO（大规模多天线技术）MIMOMIMO 就是“多进多出( (Multiple-InputMultiple-OutputMultiple-InputMultiple-Output),多根天线发送，多根天线接收。在 LTELTE 时代，我们就已经有 MIMOMIMO 了，但是天线数量并不算多，只能说是初级版的 MIMOMIMO。到了 5G5G 时代，继续把

15、 MIMOMIMO 技术发扬光大,根据天线特性，天线长度应与波长成正比，大约在士波长天线长度=10现在变成了加强版的 MassiveMIMOMassiveMIMO1/101/41/101/4 之间。（MassiveMassive: :大规模的，大量的）MIMOMIMOBX4MBX4MLTE-ALTE-A产MIMOMIMO基手机里面都能塞好多根天线，基站就更不用说了。以前的基站，天线就那么几根:5G5G 时代，天线数量不是按根来算了，是按“阵”。“天线阵列”眼看去，要得密集恐惧症的节奏.知乎qq3208919269不过，天线之间的距离也不能太近。因为天线特性要求，多天线阵列要求天线之间的距离保持

16、在半个波长以上。如果距离近了，就会互相干扰，影响信号的收发。大家都见过灯泡发光吧？其实，基站发射信号的时候，就有点像灯泡发光。信号是向四周发射的，对于光，当然是照亮整个房间，如果只是想照亮某个区域或物体，那么，大部分的光都浪费了。基站也是一样，大量的能量和资源都浪费了。我们能不能找到一只无形的手，把散开的光束缚起来呢？这样既节约了能量，也保证了要照亮的区域有足够的光。答案是：可以。这就是一一波束赋形在基站上布设天线阵列，通过对射频信号相位的控制，使得相互作用后的电磁波的波瓣变得非常狭窄，并指向它所提供服务的手机，而且能跟据手机的移动而转变方向。这种空间复用技术，由全向的信号覆盖变为了精准指向性服务，波束之间不会干扰，在相同的空间中提供更多的通信链路，极大地提高基站的服务容量。在目前的移动通信网络中，即使是两个人面对面拨打对方的手机（或手机对传照片），信号都是通过基站进行中转的，包括控制信令和数据包。而在 5G5G 时代，这种情况就不一定了。5G5G 的第五大特点D2DD2D, ,也就是 DevicetoDeviceDevicetoDevice（设备到设备）。5G5G 时代，同一基站下的两个用户，如果互相进行通信，他们的数据将不再通过基站转发，而是直接手机到手机。非D2DD2DD2DD2D这样，就节约了大量的空中资源，也减轻了基站的压力