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5g核心技术,有哪些关键技术

来源:整理 时间:2022-03-25 14:07:27 编辑:华为40 手机版

5g的核心技术是什么?

大家好,我是小枣君。空中传播这部分,一直是移动通信的瓶颈所在。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)。这个和有线是完全没办法相比的。所以,5G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。 好大一个波 大家都知道,无线通信就是利用电磁波进行通信。

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γ射线,具有很大的杀伤力,可以用来治疗肿瘤。电磁波的不断频率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LiFi。LiFi(Light Fidelity),可见光通信不偏题,回到电波先。

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。不同频率电波的用途请大家注意上面图中的红色字体。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“GSM900”、“CDMA800”,其实意思就是指,工作频段在900MHz的GSM,和工作频段在800MHz的CDMA。

目前全球主流的4G LTE技术标准,属于特高频和超高频。我们国家主要使用超高频:大家能看出来,随着1G、2G、3G、4G的发展,使用的电波频率是越来越高的。这是为什么呢?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。 更高的频率→更多的资源→更快的速度应该不难理解吧?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,5G使用的频率具体是多少呢?如下图所示: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)。如果按28GHz来算,根据前文我们提到的公式:好啦,这个就是5G的第一个技术特点—— 毫 米 波请允许我再发一遍刚才那个频率对照表:请注意看最下面一行,是不是就是“毫米波”?继续,继续!好了,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?”原因很简单——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(绕射能力越差)。频率越高,在传播介质中的衰减也越大。你看激光笔(波长635nm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GPS导航(波长1cm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。覆盖同一个区域,需要的5G基站数量,将大大超过4G。基站数量意味着什么?钱啊!投资啊!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——黄金频段。

这也是为什么,5G时代,运营商拼命怼设备商,希望基站降价。(如果真的上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,5G必须寻找新的出路。出路有哪些呢?首先,就是微基站。 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:看上去是不是很酷炫?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5G时代,微基站会更多,到处都会装上,几乎随处可见。你肯定会问,那么多基站在身边,会不会对人体造成影响?我的回答是——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,一个大功率取暖器好,还是几个小功率取暖器好?大功率方案▼小功率方案▼上面的图,一目了然了。

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。 天线去哪了? 大家有没有发现,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?其实,我们并不是不需要天线,而是我们的天线变小了。根据天线特性,天线长度应与波长成正比,大约在1/10~1/4之间。

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5G的第三大杀手锏—— Massive MIMO(多天线技术)MIMO就是“多进多出”(Multiple-Input Multiple-Output),多根天线发送,多根天线接收。

在LTE时代,我们就已经有MIMO了,但是天线数量并不算多,只能说是初级版的MIMO。到了5G时代,继续把MIMO技术发扬光大,现在变成了加强版的Massive MIMO(Massive:大规模的,大量的)。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:5G时代,天线数量不是按根来算了,是按“阵”。

。。“天线阵列”。。。一眼看去,要得密集恐惧症的节奏。。。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。你是直的?还是弯的?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——波 束 赋 形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。直的都能掰成弯的。。。还有什么是通信砖家干不出来的?别收我钱,行不行? 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5G时代,这种情况就不一定了。5G的第五大特点——D2D,也就是Device to Device(设备到设备)。D2D5G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。。。这样,就节约了大量的空中资源,也减轻了基站的压力。 不过,如果你觉得这样就不用付钱,那你就图样图森破了。

控制消息还是要从基站走的,你用着频谱资源,运营商爸爸怎么可能放过你。。。后记。。。写着写着,小枣君发现洋洋洒洒写的有点多。。。能看到这的,都是真爱啊。。。相信大家通过本文,对5G和她背后的通信知识已经有了深刻的理解。而这一切,都只是源于一个小学生都能看懂的数学公式。不是么?通信技术并不神秘,5G作为通信技术皇冠上最耀眼的宝石,也不是什么遥不可及的创新革命技术,它更多是对现有通信技术的演进。

华为5G是全核心技术吗?

应邀回答本行业问题。华为5G这个概念本身就是很不准确的,如果严格的来说是没有所谓的华为5G技术的,只有一个3GPP下的5GNR。现在世界上没有任何一个企业提出完全自己的5G标准,而现在世界被提出来的只有一个3GPP的5GNR标准。而所有的企业都是试图把更多的自己的专利写入5GNR标准之中,以争夺在5G时代的话语权。

3GPP的势力范围基本已经涵盖了地球上所有的地区,是世界通信业里举足轻重的组织,华为也是其中一员。华为的部分专利技术也被写入了5GNR的标准之中,属于5GNR中的顶级头部玩家。华为拥有的是5G的整体解决方案。华为是世界通信制造业排名第一的顶级企业,拥有全部的5G解决方案,包括核心网、接入网、传输网、终端、平台等全套的解决方案。

也是世界上极少数的可以完全提供这个解决方案的几家公司之一。华为在通信业里研发多年,目前是世界极少的拥有全产品线的公司,目前看来,也就是中兴、以及收购了阿朗的诺基亚这三家公司,属于通信业的全产品线公司。华为还拥有自己的终端芯片。目前华为拥有自己的手机芯片,以及物联网芯片,同样的拥有芯片的是美国的高通公司,不过高通没有通信设备生产。

掌握5G核心技术的是华为,为什么不是电信移动或联通?

应邀回答本行业问题。5G核心技术被华为掌握,而不是被运营商掌握,主要是运营商和设备商发展方向不同的原因。运营商和设备商是通信业里泾渭分明的两种企业。在AT

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