3D到“7D”只用了几年,为啥4G到5G却这么费劲?

作者: kiwid

来源: 果壳

发布日期: 2019-03-01

本文探讨了从3D到7D电影的发展以及4G到5G网络技术的进步,分析了5G网络的技术原理和面临的挑战,包括频谱利用率和信号覆盖问题。同时,文章介绍了华为在5G技术上的创新和全球部署情况,以及5G技术可能带来的社会变革。

3D电影已经非常普遍,它通过立体视觉显示系统,让观众对电影产生非现实的立体深度。4D电影也还好,毕竟视觉有限嘛,那就在普通的固定式影院座椅上增加摇摆、喷水、喷雾和电击等功能。不过电影也有瓶颈期,比如后来出现的“5D”电影只能让观众戴上VR眼镜,产生更强的现实感。但所谓的6D和7D,就忽悠感十足,大多数无非就是在之前的基础上增加更多的气味元素和震动体验,硬说的话也只能算5.1D和5.2D。

现在已经在用的“5G网络”是咋回事?电影已经有“7D”混淆视听,那其他领域呢?还真有。最近有关5G(第五代无线网络)的话题已经渐渐开始在全球热门起来了,先别急着高兴,有的“迫不及待版5G”的最高网速可能实际只有125Mb/s,可能只算是个高配版4G吧?要弄清楚什么是5G网络,首先我们必须明白通信技术的原理。

目前的有线通信技术已经发展到登峰造极的地步,实验室中的单条光纤传输数据的最大速度已经达到近30Tb/s。而无线通信却能给人类带来更大幸福感啊(至少手机信号是)!无线通信主要是利用电磁波来进行通信,电磁波的功能特性是由它的频率决定的。无线电频谱总体上有一个特点,就是频率越高,可以被分配到的带宽范围越大,单位时间内所能传递的数据量就越大。

当前中国分配给三大运营商的4G主力频段位于1800MHz~2700MHz之间的部分频段,而国际电信标准组织定义的5G有FR1和FR2两个频段。主流频段FR1在450MHz-6000MHz之间,比4G高很多;FR2范围主要是高频毫米波,穿透能力较弱,但带宽十分充足,且没有什么干扰源,频谱干净,极具发展前景。在通信技术这样的科技领域,任何一点小小的进步都将带来质的飞跃。

如果5G能尽快普及,无人驾驶将顺势而成,各种云技术将惠及更多行业,就连游戏的画质也将大幅提升……应用场景的全面覆盖简直太美妙了,所以目前各国争相部署5G,182个国家进行5G验证,74个国家宣布5G计划。

有课代表要举手了:“道理我都懂,可为什么不把频率提高呢?”虽然火车可以很简单地增减车厢数量,但是4G要变成5G并没有那么简单,毕竟优质的车厢更难造啊。

手机用户那么多,但僧多粥少,所以只有不断提升频谱的利用率,才能提升端到端的综合表现。而4G网络之前已经有FDMA、TDMA、CDMA这三位大神大大提升了频谱利用效率,5G时代更是要将目前各种技术的优势都结合在一起,属于2/3/4G的融合升级加强版。不过融合越多,频谱的利用率就越接近香农极限(就像你晚上玩得再晚回家,表上显示的时间也不会超过23:59:59),想要再提升就更难了。

这是5G技术实现的第一大难题。

而信号覆盖是第二大难题。刚才讲过,5G网络使用的是频率更高的电磁波,波长更短,越趋近于直线传播(绕射能力越差),同时在传播介质中的衰减也越大。GPS导航的波长就只有1cm左右,稍微进个隧道,系统里的志玲姐姐就开始提示“信号弱”。所以移动通信使用5G后最大的问题就是传输距离大幅缩短,覆盖能力大幅减弱。

要让大家都能随时随地享受位于互联网风口浪尖的快乐,就只有大量铺设5G基站以及提高信号覆盖技术,比如“波束赋形”和“多进多出”技术。使用多根天线发送,多根天线接收,并通过“无形的手”,把“散开的信号”重新聚集起来,由区域内的用户专属,而且能跟据手机的移动而转变方向,波束之间不仅不会互相干扰,还可以提升基站的服务容量。

目前离我们更近也更直接的也许就是大家津津乐道着“以前没钱买华为,现在没钱买华为”的5G可折叠手机HUAWEI Mate X,以及基于Balong 5000芯片的首款5G商用终端华为5G CPE Pro,这只是2019世界移动通信大会上面向全球发布的创新智慧终端的一部分。在商用领域,华为还具有全场景E2E最佳5G解决方案和5G全生命周期服务能力,水平已算非常领先。

作为对华为端到端技术领先优势的认同,华为目前已获得了30多个5G商用合同,其40000多个5G基站已发往世界各地。华为端到端芯片能力展示的最佳舞台之一,是“5G+云”催生出的更多新形态业务,并将重新定义视频和游戏等领域,这是2019年开始就释放的美好信号,也是未来便捷生活的常态。目前成熟的5G端到端全系列全场景产品解决方案,还将继续帮助5G商用业务稳步向前推进。

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