是什么讓5G的峰值速度高達20Gb/s
①今天的無線網絡遇到的一個非常重要的問題就是:越來越多的人和設備正在消耗比以前多得多的數據,而每個人被分配到的帶寬又有限,這樣就導致網絡速度下降、掉線情況時有發(fā)生。人們迫切希望電信商能夠提供更快的數據傳輸速度以及更可靠的網絡服務,而下一代通信技術5G就是在此背景下誕生的。
②為了實現這一點,從事無線通訊的工程師正在設計一套全新的技術。利用這些技術,5G數據傳輸的延遲將不超過1毫秒(相比之下,今天的4G網絡的延遲約為70毫秒),而且數據下載的峰值速度將可以高達20Gb/s(4G為1Gb/s)。毫米波技術,就是解決這一問題的關鍵。
③與以前用于移動設備的5Ghz以下的頻段相比,毫米波在30GHz和300GHz之間的頻率進行傳輸。它們被稱為毫米波,是因為這些頻段的波長在1毫米到10毫米之間,而如今用于智能手機的無線電波的波長大多為幾十厘米。迄今為止,毫米波這種電磁波只在雷達系統(tǒng)和衛(wèi)星上有應用?,F在,一些蜂窩網絡提供商已經開始使用毫米波在諸如兩個基站這樣的固定點之間傳輸數據,但是使用毫米波將移動用戶與附近的基站相連則是一種全新的方法。
④無線傳輸增加傳輸速率一般有兩種方法,一是增加頻譜利用率,二是增加頻譜帶寬。相對于提高頻譜利用率,增加頻譜帶寬的方法顯得更簡單直接。在頻譜利用率不變的情況下,可用帶寬翻倍則可以達到的數據傳輸速率也翻倍。但問題是,現在常用的5GHz以下的頻段已經非常擁擠,到哪里去找新的頻譜資源呢?5G使用毫米波就是通過第二種方法來提升速率。根據通信原理,無線通信的最大信號帶寬大約是載波頻率的5%左右,因此載波頻率越高,可實現的信號帶寬也越大。在毫米波頻段中,28GHz頻段和60GHz頻段是最有希望使用在5G的兩個頻段。28GHz頻段的可用頻譜帶寬可達1GHz,而60GHz頻段每個信道的可用信號帶寬則到了2GHz(整個9GHz的可用頻譜分成了四個信道)。相比而言,4G-LTE頻段最高頻率的載波在2GHz上下,而可用頻譜帶寬只有100MHz。因此,如果使用毫米波頻段,頻譜帶寬輕輕松松就翻了10倍,傳輸速率也可得到巨大提升,5G的峰值速度達到20Gb/s也就能實現了。
⑤除了優(yōu)點之外,毫米波也有一個主要缺點,那就是不容易穿過建筑物或者障礙物,并且可以被葉子和雨水吸收。這也是為什么5G網絡將會采取小基站的方式來加強傳統(tǒng)的蜂窩塔。由于毫米波的頻率很高,波長很短,這就意味著其天線尺寸可以做得很小,這是部署小基站的基礎??梢灶A見的是,未來5G移動通信將不再依賴大型基站的布建架構,大量的小型基站將成為新的趨勢,它可以覆蓋大基站無法觸及的末梢通信。
⑥憑借毫米波和其他5G技術,工程師希望5G網絡不僅能夠為智能手機用戶提供服務,而且能夠在雷達、制導、遙感技術、臨床醫(yī)學等領域發(fā)揮重要作用。
(選自雷鋒網2017年5月8日《是什么讓5G的峰值速度高達20Gb/s》,有刪改)
A.由于越來越多的人和設備對網絡數據消耗增大,而被分配到的帶寬又有限,導致速度下降、掉線情況時有發(fā)生,毫米波技術就是在這一背景下應運而生。
B.毫米波讓5G的峰值速度高達20Gb/s,主要是通過增加頻譜利用率來實現的。
C.因為有毫米波技術的開發(fā)應用,我們現在可以用智能手機與附近的基站相連并傳輸數據。
D.毫米波不容易穿過建筑物或者障礙物,存在易受阻擋、信號衰耗大、覆蓋距離短等缺點。
E.毫米波除了在通信方面的作用外,還可廣泛用于雷達、制導、遙感技術、臨床醫(yī)學等領域。