CobiNet(寧波)推薦文章： [摘要] 5G從技術上到底有哪些改變才能使其相較4G的速度有“質”的飛躍呢?除了速度更快，5G對比4G還有哪些方面的提升呢?

毫米波是速度提升的關鍵

相信關注電子產品、熱愛科技的你一定對“5G”這個詞毫不陌生，這個自去年一直被熱炒的通訊技術總是會時不時的進入我們的視線。而且在剛剛結束的CES上，高通也圍繞5G為我們描繪了一個觸手可及充滿科技感的未來。

現在讓我們想象一下5G也許就像3G時期我們想象4G一樣，除了速度快似乎也想象不出4G對比3G在其他方面能有什么提升。

的確，按照理論數據，5G的傳輸速率將可以實現1Gb/s，比目前4G的速度快十倍以上。這意味著使用下載一部1GB大小的高清電影僅僅需要10秒就可以下載完成!

那么5G從技術上到底有哪些改變才能使其相較4G的速度有“質”的飛躍呢?除了速度更快，5G對比4G還有哪些方面的提升呢?

5G比4G不止多“1G”(圖源：outfresh)

接下來我就給各位揭示一下5G比4G多出來“1G”到底藏著哪些秘密。

毫米波是速度提升的關鍵

眾所周知，現如今我們使用的手機所發(fā)射和接受的信號就是電磁波。不過由于電磁波的頻率是有限的，不同的工作所用到的電磁波又不能相互干擾，所以，全球統(tǒng)一協(xié)商將有限的電磁波頻率統(tǒng)一劃分出不同的用處，比如，極低頻率被應用于超遠距離導航、至高頻率被應用于波導通信。

無線電各頻率分段(圖源：wendangwang)

而我們手機通訊用的電磁波頻率，則是被分配到了中頻—超高頻段。簡單來說，從2G到3G一直到5G，其實就是頻率的遞增。

而隨著頻率的提高，頻段也在逐步加寬。

三大運營商網絡制式所占頻段(圖源：sparkandshine)

比如，4G時期，我國運營商采用的頻段大致是2555-2575MHz。而5G目前國際上主要采用28GHz進行試驗。

很直觀的可以看出5G相較于4G的頻段不止高了一個數量級。

如果我們將頻率代入到光速以及波長的公式就會得出很有意思的結果。以5G的28GHz為例子：

以28GHz為例計算波長

然后我們就能得出5G下的波長約為10.7mm(毫米)，這也就是我們常說的5G毫米波。

5G和4G形象對比(圖源：163)

不過需要注意的是，雖然毫米波可以帶來更大的傳輸速度，但是毫米波也有致命的缺點——毫米波在空氣中衰減較大，且繞射能力較弱。簡單來說，用毫米波實現信號穿墻是非常困難的。

為了解決這個問題，就要用到微基站技術了。

微基站使用戶均衡獲取信號

前面說到，由于5G毫米波穿透力較差并且在空氣中衰減很大的弱點，如果5G仍然采用以往在3G、4G時期使用的“宏基站”，就不能為稍遠的用戶提供足夠的信號保障。

微基站(圖片引自臨汾日報社)

為了應對這個困難，5G開始才用全新的基站——微基站。顧名思義，微基站做的足夠小的基站。

為了更容易理解宏基站和微基站的區(qū)別，我們用一個取暖的例子來形象的比喻宏基站和微基站。

宏基站“取暖”方案(圖片引自新浪博客)

宏基站：在一個寒冷的冬天，一個班級里面只有一個熾熱的火爐，老師為了讓班級暖和起來，將這個熾熱的火爐放在班級的正中間。結果事與愿違，班級整體并沒有都熱起來，僅僅是距離火爐比較近的幾個學生暖和(事實上，由于溫度太高，可能已經有灼熱的感覺)而距離這個火爐很遠的在班級邊緣的學生可能絲毫感覺不到火爐的溫度，凍的瑟瑟發(fā)抖。

微基站“取暖”方案(圖片引自新浪博客)

微基站：如果我們將上述班級中心熾熱的火爐“拆分開”，分成四五個火爐，雖然每個小火爐的功率不及原先的大火爐，但是我們將這幾個小火爐平均分到班級的各個區(qū)域，這樣每個人都能感受到暖意了。

所以，微基站不僅在體積上要遠遠小于宏基站，在功耗上也會有所降低。

你也許想問，為什么宏基站的天線都那么大，而微基站的天線這么小?或者引申一下，為什么以前我們的手機都要長長的天線，而現在我們的手機都“沒有”天線了?

天線的長度與波長的關系

這是因為，隨著頻率逐漸升高，該頻率相對應的波長在逐漸的縮短，而天線也就跟著變短了!根據實驗得出的數據顯示，天線的長度大約為波長的1/10~1/4。

所以，5G的毫米波，也就使得天線達到了“毫米”的級別。

文章編輯：CobiNet(寧波)  
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