带你秒懂5G网络的原理

这所有，要从1个“奇妙的关系式”谈起。。。

1个奇妙的关系式。。。

亦是这一关系式。。。

我记得这一关系式的儿童运动鞋，请骄傲地给自己鼓个掌。。。

倘若不忘记，或者不明白，也没事儿，小枣君举个例子。。。

亦是这一超简单的关系式，蕴涵了我们无线通讯大招的源远流长。。。

不论是往事随风的1G、2G、3G，仍是斗志昂扬的4G、5G，说来说去，全是在这一数学公式上写文章。。。

且听我渐渐地道来。。。

有线？wifi？……

通信大招，不管啥高科技白科枝，只分二种——有线通信和无线通讯

你和我通电话，消息数剧要不半空中转达（看不到、摸不到），要不在商品上转达（看得清、摸得着）。。。

在有线物质上转达数剧，愿意髙速很容易。。。

试验室中，条数光钎较大速率已超过了26Tbps。。。是傳統网络线的两万六千倍。。。

而上空转达这些，算是移动通信的短板所属。。。

因此，5G重中之重是探讨wifi这些的短板摆脱。

很大1个波。。。

大家都知道，电磁波和微波都应属无线电波。。。

无线电波的頻率资产有现，根据不同的频率特性，有不同的用途。。。

我们如今主要应用电磁波开展通信。。。

这样的话，微波通信也在掘起，比如单色光通信LiFi（LightFidelity）

▼照片来源于互联网

不偏题，返回电磁波先。。。

电磁波应属无线电波的这种，它的頻率资产都是有现的。。。

为了避免干挠和反感，我们在电磁波那条道路上深化区划车行道，分派给不同的成员变量和用途。。。

▼不同頻率电磁波的用途

大伙儿留意上边图中的赤色黑体字。长期以来，我们主要是用中频~超高频开展手机通讯的。。。

比如经常说的“GSM900”、“CDMA800”，我觉得亦是工做频率段900MHz和800MHz的含意。。。

如今流行的4G LTE，应属超高频和特高频。。。

我们國家主要应用超高频：

随之1G、2G、3G、4G的进行，应用的頻率是愈来愈高的。。。

为什么呢？

因为頻率越高，速率很快。。。

又为什么呢？

因为頻率越高，车行道（频率段）越宽。。。

看懂了吧。。。车行道按系数级扩张。。。

更高的頻率→更大的上行宽带→迅速的速率

5G的频率段实际多少钱呢？

上月，我们国家工信部下达通告，清楚了中国的5G原始中不断段：

3.3-3.6GHz、4.8-5GHz2个频率段

一块儿，24.75-27.5GHz、37-42.9GHz高頻频率段已经征稿定见。

如今，國際上主要应用28GHz开展实验（这一频率段也是或许变为5G最开始商业的频率段）。

倘若按28GHz计算出来，根据上文我们提及的关系式：

好了，这一亦是5G的第一位大招特点——

毫米波

不断，不断。。。

即然，頻率高那么好，你必定会问：“为什么以前我们无须低频呢？”

缘故很简单——不是不想用。。。是用不了。。。

无线电波的1个明显特点：頻率越高（吸光度越少），越多趋于于平行线转达（绕射能够越差）。。。

而且，頻率越高，转达流程中的损耗也越大。。。

想看激光笔（吸光度635nm上下），喷出的风是直的吧，遮挡了就出不去了。。。

再看卫星通讯和GPS导航（吸光度1cm上下），倘若有挡住物，就没讯号了吧。。。

而且，卫星那口锅子，务必校正瞄着卫星的方位。。。稍微歪一些，都是有危害。。。

倘若5G用高频率段，那麼它较大的难题，亦是遮盖能够会急剧消弱。

遮盖相同地区，必须的移动信号塔总数将洋洋超出4G。

这亦是为什么这么多年，中国移动、联通、铁通以便高频段而争取遍体鳞伤。。。

移动信号塔亦是要掏钱的啊。。。能不疯狂角逐么。。。

有的频率段乃至被称为——金子频率段。。。

这都是为什么5G时代，营运商卖力怼设施商。。。

乃至威协要自身研发通信设备。。。

因此，依据左右缘故。。。

在低频的条件下，以便缓解遮盖层面的利润水压，5G务必找寻新的发展方向。。。

最先，是微移动信号塔。

微移动信号塔

移动信号塔有二种，微移动信号塔和宏基站。看姓名就了解，微移动信号塔不大，宏基站挺大！

以前全是大的移动信号塔，建1个遮盖一大片 ▼

将来大量的将是微移动信号塔，四处都装，比比皆是。

▼微移动信号塔　看起来是否很炫酷？

微移动信号塔的外观有许许多多，灵便地与周边的坏境相结合（假装），不容易让客户在情绪上造成不舒服。。。

提示

移动信号塔对身体健康不容易产生危害。

——小枣君宣

而且，恰好相反，我觉得移动信号塔总数越大，幅射反倒越小！

你要一会儿，冬天，一帮人的房屋里，1个大功率取暖器好，仍是好多个小热效率取暖器好？

几千瓦方案▼

小热效率方案▼

移动信号塔越精巧，总数越大，遮盖越多好，速率越多快。。。

天线去哪儿了？

大伙儿有木有发觉，以前大哥大常有很长的天线，早期的电脑也是突显来的小天线，为什么之后我们就看不见带天线的电脑了？

有些人，是因为讯号好啦，不用天线了。。。

我觉得错误。。。讯号再多，也不可以沒有天线。。。

更主要的缘故是——天线缩小了。。。

根据天线特点，天线长短应与吸光度正相关，大概在1/10~1/4中间。

頻率越高，吸光度越少，天线也就跟随减短啦！

毫米波，天线也变为mm级。。。

这就代表，天线彻底可以塞入电脑的里边，乃至可以塞很多根。。。

这亦是5G的弟二大秘密武器——

Ｍassive MIMO

MIMO亦是“多进空出”（Multiple-Input Multiple-Output），多支天线上传，多支天线接受。

在LTE时代就早已有MIMO了，5G不断与时俱进，变为了加强版的Massive　MIMO（Massive：规模性的，很多的）。

电脑都能塞很多根，移动信号塔就更无须讲过。。。

▼以前的移动信号塔，天线就那麼几根。。。

5G时代，就没有按根来散了吧，是按“阵”。。。“天线列阵”。。。

▼天线多得排列成阵了。。。几眼望去一大片的节拍。。。

只有，天线中间的间距也不可以太近。

因为天线特点规定，多天线列阵规定天线中间的间距维持在一个半吸光度左右。

别问我为什么，去问生物学家。。。

你也是直的？仍是弯的？

大伙儿都见过灯管发亮吧？

我觉得，移动信号塔试射讯号的时段，就很象灯管发亮。

讯号是向周围试射的，针对光，这样的话是点亮全部屋子，倘若只是想点亮某一地区或物块，那麼，大部分的光都节约了。。。

移动信号塔都是相同，很多的动能和资产都节约了。

我们能否寻找一头有形的手，把晕开的光捆缚起來呢？

那样既节约了动能，也确保了要点亮的地区有任何的光。

答安是：可以。

这亦是——

波束赋形

波束赋形

在移动信号塔上布设天线列阵，历经对频射讯号相位的操纵，促使作用力后的无线电波的波瓣越来越十分狭小，并偏向它所供求平衡效命的电脑，而且能跟据电脑的联通而转换方向。

这类空間复用大招，由全向的讯号遮盖变成了精确方向性效命，波束中间不容易干挠，在相同的空間中供求平衡大量的通信时延，极大地提高移动信号塔的效命容积。

直的都能掰成弯的。。。也有啥是通信专家干不出去的？

别收我钱，可不可以？

在如今的通讯网络中，即便是两人零距离拨通另一方的电脑（或电脑对传照片），讯号全是历经移动信号塔开展转站的，包括操纵信令和数据文件。。。

而在5G时代，这种情况就未必了。。。

5G的第六大特点——D2D，也亦是Device to Device。

Ｄ２Ｄ

5G时代，相同移动信号塔下的2个客户，倘若互相开展通信，她们的数剧将已不历经移动信号塔发送，只是立即电脑到电脑。。。

那样，就节约了很多的上空资产，也缓解了移动信号塔的水压。

只有，倘若你感觉那样就无须付费，你呢就图样图森破了。。。

操纵信息仍是要从移动信号塔走的，而且用着频带资产，营运商爸爸如何或许吃了你你。。。

跋文。。。

写着写着，小枣君发觉洋洋洒洒写的特别多。。。

能见到这的，全是真情。。。

信赖大伙儿历经文中对5G和她身后的通信常识早已拥有深刻领会，而这所有，都只是源自1个现今中学生都看得懂的数学公式。。。

通信大招不一定神密，5G做为通信大招皇冠上最夺目的晶石，也没有啥执爱成灰的立异革命大招，它大量是对目前通信大招的演变。

如同一名高手常说——

通信大招的極限，并非大招工序层面的干涉，只是创建在慎重基础数学上的推论，在可以遇上的将来是基础不或许摆脱的。

怎样在地理学机理的层面内，深化开掘通信的潜质，是通讯业诸多奋斗者们不辞劳苦的认为。。。

就到这儿吧，谢谢你们的适用，再見！