Cal é a diferenza entre 5G e 4G?

Cal é a diferenza entre 5G e 4G?

A historia de hoxe comeza cunha fórmula.

É unha fórmula sinxela pero máxica.É sinxelo porque só ten tres letras.E é incrible porque é unha fórmula que contén o misterio da tecnoloxía da comunicación.

A fórmula é:

Permíteme explicar a fórmula, que é a fórmula básica da física, a velocidade da luz = lonxitude de onda * frecuencia.

Sobre a fórmula, pódese dicir: se é 1G, 2G, 3G ou 4G, 5G, todo por si só.

Con cable?Sen fíos?

Só hai dous tipos de tecnoloxías de comunicación: comunicación por cable e comunicación sen fíos.

Se che chamo, os datos da información están ben no aire (invisible e intanxible) ou no material físico (visible e tanxible).

Se se transmite sobre os materiais físicos, é comunicación por cable.Utilízase fío de cobre, fibra óptica, etc., todos denominados medios cableados.

Cando os datos se transmiten a través de medios cableados, a taxa pode alcanzar valores moi altos.

Por exemplo, no laboratorio, a velocidade máxima dunha soa fibra alcanzou os 26 Tbps;son vinte e seis mil veces o cable tradicional.

Fibra óptica

A comunicación aérea é o pescozo de botella da comunicación móbil.

O estándar móbil principal actual é 4G LTE, unha velocidade teórica de só 150 Mbps (excluíndo a agregación de operadores).Isto non é nada en comparación co cable.

Polo tanto,se 5G quere acadar unha alta velocidade de extremo a extremo, o punto crítico é romper o pescozo de botella sen fíos.

Como todos sabemos, a comunicación sen fíos é o uso de ondas electromagnéticas para a comunicación.As ondas electrónicas e as ondas luminosas son ambas ondas electromagnéticas.

A súa frecuencia determina a función dunha onda electromagnética.As ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias teñen diferentes características e, polo tanto, teñen outros usos.

Por exemplo, os raios gamma de alta frecuencia teñen unha letalidade significativa e pódense usar para tratar tumores.

Actualmente utilizamos principalmente ondas eléctricas para a comunicación.por suposto, está o auxe das comunicacións ópticas, como LIFI.

LiFi (fidelidade á luz), comunicación de luz visible.

Volvamos primeiro ás ondas de radio.

A electrónica pertence a unha especie de onda electromagnética.Os seus recursos de frecuencia son limitados.

Dividimos a frecuencia en diferentes partes e asignámolas a varios obxectos e usos para evitar interferencias e conflitos.

O uso de ondas de radio de diferentes frecuencias

Usamos principalmenteMF-SHFpara comunicación por teléfono móbil.

Por exemplo, "GSM900" e "CDMA800" adoitan referirse a GSM que funciona a 900MHz e CDMA funcionando a 800MHz.

Na actualidade, o estándar mundial de tecnoloxía 4G LTE pertence a UHF e SHF.

China usa principalmente SHF

Como podes ver, co desenvolvemento de 1G, 2G, 3G, 4G, a frecuencia de radio utilizada é cada vez máis alta.

Por que?

Isto débese principalmente a que canto maior sexa a frecuencia, máis recursos de frecuencia dispoñibles.Cantos máis recursos de frecuencia estean dispoñibles, maior será a velocidade de transmisión.

Unha frecuencia máis alta significa máis recursos, o que significa unha velocidade máis rápida.

Entón, que usa 5 G as frecuencias específicas?

Como se mostra a continuación:

O rango de frecuencias de 5G divídese en dous tipos: un está por debaixo dos 6GHz, que non é moi diferente dos nosos actuais 2G, 3G, 4G e o outro, que é alto, por riba dos 24GHz.

Actualmente, 28 GHz é a principal banda de proba internacional (a banda de frecuencia tamén pode converterse na primeira banda de frecuencia comercial para 5G)

Se se calcula por 28 GHz, segundo a fórmula que mencionamos anteriormente:

Ben, esa é a primeira característica técnica do 5G

Onda milimétrica

Permíteme mostrar de novo a táboa de frecuencias:

Por favor, preste atención á liña de fondo.É iso aonda milimétrica!

Ben, dado que as altas frecuencias son tan boas, por que non usabamos as altas frecuencias antes?

O motivo é sinxelo:

–non é que non queiras usalo.É que non te podes pagar.

As características notables das ondas electromagnéticas: canto maior sexa a frecuencia, menor lonxitude de onda, máis preto da propagación lineal (peor é a capacidade de difracción).Canto maior sexa a frecuencia, maior será a atenuación do medio.

Mira o teu bolígrafo láser (a lonxitude de onda é duns 635 nm).A luz emitida é recta.Se o bloqueas, non poderás facelo.

Despois mira as comunicacións por satélite e a navegación GPS (a lonxitude de onda é de aproximadamente 1 cm).Se hai un obstáculo, non haberá sinal.

O gran pote do satélite debe estar calibrado para apuntar o satélite na dirección correcta, ou incluso un lixeiro desalineamento afectará a calidade do sinal.

Se a comunicación móbil usa a banda de alta frecuencia, o seu problema máis importante é a distancia de transmisión significativamente reducida e a capacidade de cobertura redúcese moito.

Para cubrir a mesma área, o número de estacións base 5G necesarias superará significativamente a 4G.

Que significa o número de estacións base?O diñeiro, o investimento e o custo.

Canto menor sexa a frecuencia, máis barata será a rede e máis competitiva será.É por iso que todas as operadoras loitaron polas bandas de baixa frecuencia.

Algunhas bandas incluso chámanse bandas de frecuencia de ouro.

Polo tanto, baseándose nas razóns anteriores, baixo a premisa da alta frecuencia, para reducir a presión dos custos da construción da rede, 5G debe atopar unha nova saída.

E cal son as saídas?

Primeiro, está a estación base micro.

Estación base micro

Hai dous tipos de estacións base, micro estacións base e macro estacións base.Mira o nome, e a estación base micro é pequena;a estación base macro é enorme.

Estación base macro:

Para cubrir unha gran superficie.

Estación base micro:

Moi pequeno.

Moitas estacións base micro agora, especialmente en áreas urbanas e interiores, moitas veces poden verse.

No futuro, cando se trate de 5G, haberá moitos máis, e instalaranse en todas partes, case en todas partes.

Podes preguntar, haberá algún impacto no corpo humano se hai tantas estacións base ao redor?

A miña resposta é -non.

Cantas máis estacións base haxa, menos radiación hai.

Pense niso, no inverno, nunha casa cun grupo de persoas, é mellor ter un quentador de alta potencia ou varios quentadores de baixa potencia?

A estación base pequena, de baixa potencia e apta para todos.

Se só unha estación base grande, a radiación é significativa e moi lonxe, non hai sinal.

Onde está a antena?

Notaches que os teléfonos móbiles tiñan unha antena longa no pasado e os primeiros teléfonos móbiles tiñan antenas pequenas?Por que non temos antenas agora?

Pois non é que non necesitemos antenas;é que as nosas antenas son cada vez máis pequenas.

Segundo as características da antena, a lonxitude da antena debe ser proporcional á lonxitude de onda, aproximadamente entre 1/10 ~ 1/4

A medida que cambia o tempo, a frecuencia de comunicación dos nosos teléfonos móbiles é cada vez maior, a lonxitude de onda cada vez é máis curta e a antena tamén se fará máis rápida.

Comunicación de ondas milimétricas, a antena tamén se fai de nivel milimétrico

Isto significa que a antena pódese inserir enteiramente no teléfono móbil e mesmo en varias antenas.

Esta é a terceira clave de 5G

MIMO masivo (tecnoloxía multiantena)

MIMO, que significa entrada múltiple, saída múltiple.

Na era LTE, xa temos MIMO, pero o número de antenas non é demasiado, e só se pode dicir que é a versión anterior de MIMO.

Na era 5G, a tecnoloxía MIMO convértese nunha versión mellorada de Massive MIMO.

Un teléfono móbil pode ser recheo con varias antenas, sen esquecer torres móbiles.

Na estación base anterior, só había algunhas antenas.

Na era 5G, o número de antenas non se mide por pezas senón pola matriz de antenas "Matriz".

Non obstante, as antenas non deben estar moi xuntas.

Debido ás características das antenas, unha matriz de varias antenas require que a distancia entre as antenas se manteña por encima da metade da lonxitude de onda.Se se achegan demasiado, interferirán entre si e afectarán a transmisión e recepción de sinais.

Cando a estación base transmite un sinal, é como unha lámpada.

O sinal emítese á contorna.Para a luz, por suposto, é iluminar toda a habitación.Aínda que só sexa para ilustrar unha área ou obxecto en particular, a maior parte da luz é desperdiciada.

A estación base é a mesma;desperdicia moita enerxía e recursos.

Entón, se podemos atopar unha man invisible para amarrar a luz dispersa?

Isto non só aforra enerxía senón que tamén garante que a zona a iluminar teña suficiente luz.

A resposta é si.

Isto éFormación de vigas

Beamforming ou filtrado espacial é unha técnica de procesamento de sinal que se usa en matrices de sensores para a transmisión ou recepción de sinal direccional.Isto conséguese combinando elementos nunha matriz de antenas para que os sinais en determinados ángulos experimenten interferencias construtivas mentres que outros experimenten interferencias destrutivas.O beamforming pódese utilizar tanto nos extremos de transmisión como de recepción para acadar a selectividade espacial.

Esta tecnoloxía de multiplexación espacial cambiou de cobertura de sinal omnidireccional a servizos direccionais precisos, non interferirá entre os raios no mesmo espazo para proporcionar máis enlaces de comunicación, mellorará significativamente a capacidade de servizo da estación base.

Na rede móbil actual, aínda que dúas persoas se chamen cara a cara, os sinais son transmitidos a través de estacións base, incluíndo sinais de control e paquetes de datos.

Pero na era 5G, esta situación non é necesariamente o caso.

A quinta característica importante de 5G:D2Dé dispositivo a dispositivo.

Na era 5G, se dous usuarios baixo a mesma estación base se comunican entre si, os seus datos xa non se reenvían a través da estación base senón directamente ao teléfono móbil.

Deste xeito, aforra moitos recursos de aire e reduce a presión sobre a estación base.

Pero, se pensas que non tes que pagar deste xeito, estás equivocado.

A mensaxe de control tamén debe ir desde a estación base;usa os recursos do espectro.Como poderían os Operadores deixarte ir?

A tecnoloxía da comunicación non é misteriosa;como a xoia da coroa da tecnoloxía da comunicación, 5 G non é unha tecnoloxía de revolución de innovación inalcanzable;é máis a evolución da tecnoloxía de comunicación existente.

Como dixo un experto...

Os límites da tecnoloxía da comunicación non se limitan a limitacións técnicas senón a inferencias baseadas en matemáticas rigorosas, que é imposible de romper en breve.

E como explorar aínda máis o potencial da comunicación no ámbito dos principios científicos é a procura incansable de moitas persoas na industria da comunicación.