Hva er forskjellen mellom 5G og 4G?

Hva er forskjellen mellom 5G og 4G?

Dagens historie begynner med en formel.

Det er en enkel, men magisk formel.Det er enkelt fordi det bare har tre bokstaver.Og det er utrolig fordi det er en formel som inneholder kommunikasjonsteknologiens mysterium.

Formelen er:

Tillat meg å forklare formelen, som er den grunnleggende fysikkformelen, lysets hastighet = bølgelengde * frekvens.

Om formelen kan du si: om det er 1G, 2G, 3G eller 4G, 5G, helt alene.

Kablet?Trådløst?

Det finnes bare to typer kommunikasjonsteknologier – trådkommunikasjon og trådløs kommunikasjon.

Hvis jeg ringer deg, er informasjonsdata enten i luften (usynlig og immateriell) eller det fysiske materialet (synlig og håndgripelig).

Hvis det overføres på de fysiske materialene, er det kablet kommunikasjon.Det brukes kobbertråd, optisk fiber., etc., alt referert til som kablet media.

Når data overføres over kablede medier, kan hastigheten nå svært høye verdier.

For eksempel, i laboratoriet, har den maksimale hastigheten til en enkelt fiber nådd 26Tbps;det er tjueseks tusen ganger tradisjonell kabel.

Optisk fiber

Luftbåren kommunikasjon er flaskehalsen i mobilkommunikasjon.

Den nåværende mainstream-mobilstandarden er 4G LTE, en teoretisk hastighet på bare 150 Mbps (unntatt operatøraggregering).Dette er totalt ingenting sammenlignet med kabel.

Derfor,hvis 5G skal oppnå en høyhastighets ende-til-ende, er det kritiske punktet å bryte gjennom den trådløse flaskehalsen.

Som vi alle vet, er trådløs kommunikasjon bruk av elektromagnetiske bølger for kommunikasjon.Elektroniske bølger og lysbølger er begge elektromagnetiske bølger.

Frekvensen bestemmer funksjonen til en elektromagnetisk bølge.Elektromagnetiske bølger med forskjellige frekvenser har forskjellige egenskaper og har dermed andre bruksområder.

For eksempel har høyfrekvente gammastråler betydelig dødelighet og kan brukes til å behandle svulster.

Vi bruker for tiden hovedsakelig elektriske bølger for kommunikasjon.selvfølgelig er det fremveksten av optisk kommunikasjon, som LIFI.

LiFi (light fidelity), kommunikasjon med synlig lys.

La oss først komme tilbake til radiobølger.

Elektronikk tilhører en slags elektromagnetisk bølge.Dens frekvensressurser er begrenset.

Vi delte inn frekvens i ulike deler og tilordnet dem til ulike objekter og bruksområder for å unngå forstyrrelser og konflikter.

Bruk av radiobølger med forskjellige frekvenser

Vi bruker hovedsakeligMF-SHFfor mobiltelefonkommunikasjon.

For eksempel refererer "GSM900" og "CDMA800" ofte til GSM som kjører på 900MHz og CDMA som kjører på 800MHz.

For tiden tilhører verdens vanlige 4G LTE-teknologistandard UHF og SHF.

Kina bruker hovedsakelig SHF

Som du kan se, med utviklingen av 1G, 2G, 3G, 4G, blir radiofrekvensen som brukes høyere og høyere.

Hvorfor?

Dette er hovedsakelig fordi jo høyere frekvens, jo flere frekvensressurser tilgjengelig.Jo flere frekvensressurser som er tilgjengelige, jo høyere overføringshastighet kan oppnås.

Høyere frekvens betyr flere ressurser, noe som betyr høyere hastighet.

Så, hva bruker 5 G de spesifikke frekvensene?

Som vist under:

Frekvensområdet til 5G er delt inn i to typer: den ene er under 6GHz, som ikke er så forskjellig fra vår nåværende 2G, 3G, 4G, og den andre, som er høy, over 24GHz.

Foreløpig er 28GHz det ledende internasjonale testbåndet (frekvensbåndet kan også bli det første kommersielle frekvensbåndet for 5G)

Hvis beregnet med 28GHz, i henhold til formelen vi nevnte ovenfor:

Vel, det er den første tekniske funksjonen til 5G

Millimeter-bølge

Tillat meg å vise frekvenstabellen igjen:

Vær oppmerksom på bunnlinjen.Er det enmillimeter-bølge!

Vel, siden høye frekvenser er så gode, hvorfor brukte vi ikke høyfrekvens før?

Grunnen er enkel:

– det er ikke det at du ikke vil bruke det.Det er at du ikke har råd til det.

De bemerkelsesverdige egenskapene til elektromagnetiske bølger: jo høyere frekvens, jo kortere bølgelengde, jo nærmere den lineære forplantningen (jo dårligere er diffraksjonsevnen).Jo høyere frekvens, desto større dempning i mediet.

Se på laserpennen din (bølgelengden er ca. 635nm).Lyset som sendes ut er rett.Hvis du blokkerer det, kommer du ikke gjennom det.

Se så på satellittkommunikasjon og GPS-navigasjon (bølgelengde er ca. 1 cm).Hvis det er en hindring, vil det ikke være noe signal.

Den store potten til satellitten må kalibreres for å peke satellitten i riktig retning, eller til og med en liten feiljustering vil påvirke signalkvaliteten.

Hvis mobilkommunikasjon bruker høyfrekvensbåndet, er det viktigste problemet den betydelig forkortede overføringsavstanden, og dekningsevnen er sterkt redusert.

For å dekke det samme området vil antallet 5G-basestasjoner som kreves betydelig overstige 4G.

Hva betyr antall basestasjoner?Pengene, investeringen og kostnadene.

Jo lavere frekvens, jo billigere vil nettet være, og jo mer konkurransedyktig vil det være.Det er derfor alle operatører har slitt med lavfrekvensbånd.

Noen bånd kalles til og med - gullfrekvensbåndene.

Derfor, basert på de ovennevnte grunnene, under premisset om høy frekvens, for å redusere kostnadspresset ved nettverksbygging, må 5G finne en ny vei ut.

Og hva er veien ut?

Først er det mikrobasestasjonen.

Mikrobasestasjon

Det finnes to typer basestasjoner, mikrobasestasjoner og makrobasestasjoner.Se på navnet, og mikrobasestasjonen er liten;makrobasestasjonen er enorm.

Makrobasestasjon:

For å dekke et stort område.

Mikrobasestasjon:

Veldig liten.

Mange mikrobasestasjoner nå, spesielt i urbane områder og innendørs, kan ofte sees.

I fremtiden, når det kommer til 5G, vil det være mange flere, og de vil bli installert overalt, nesten overalt.

Du kan spørre, vil det være noen innvirkning på menneskekroppen hvis så mange basestasjoner er rundt?

Mitt svar er -nei.

Jo flere basestasjoner det er, jo mindre stråling er det.

Tenk på det, om vinteren, i et hus med en gruppe mennesker, er det bedre å ha en høyeffektvarmer eller flere laveffektvarmere?

Den lille basestasjonen, lav effekt og passer for alle.

Hvis bare en stor basestasjon, strålingen er betydelig og for langt unna, er det ikke noe signal.

Hvor er antennen?

Har du lagt merke til at mobiltelefoner hadde en lang antenne tidligere, og tidlige mobiltelefoner hadde små antenner?Hvorfor har vi ikke antenner nå?

Vel, det er ikke det at vi ikke trenger antenner;det er at antennene våre blir mindre.

I henhold til egenskapene til antennen skal lengden på antennen være proporsjonal med bølgelengden, omtrent mellom 1/10 ~ 1/4

Ettersom tiden endrer seg, blir kommunikasjonsfrekvensen til mobiltelefonene våre høyere, og bølgelengden blir kortere og kortere, og antennen vil også bli raskere.

Millimeter-bølge kommunikasjon, antennen også bli millimeter-nivå

Dette betyr at antennen kan settes helt inn i mobiltelefonen og til og med flere antenner.

Dette er den tredje nøkkelen til 5G

Massiv MIMO (Multi-antenne-teknologi)

MIMO, som betyr flere innganger, flere utganger.

I LTE-tiden har vi allerede MIMO, men antallet antenner er ikke for mye, og det kan bare sies at det er den tidligere versjonen av MIMO.

I 5G-tiden blir MIMO-teknologien en forbedret versjon av Massive MIMO.

En mobiltelefon kan være fylt med flere antenner, for ikke å snakke om mobiltårn.

I den forrige basestasjonen var det bare noen få antenner.

I 5G-tiden blir ikke antall antenner målt i stykker, men av "Array"-antennegruppen.

Antennene bør imidlertid ikke være for nær hverandre.

På grunn av egenskapene til antenner krever en multi-antenne array at avstanden mellom antennene skal holdes over halv bølgelengde.Hvis de kommer for nærme, vil de forstyrre hverandre og påvirke overføring og mottak av signaler.

Når basestasjonen sender et signal, er det som en lyspære.

Signalet sendes ut til omgivelsene.For lys er selvfølgelig å lyse opp hele rommet.Om bare for å illustrere et bestemt område eller objekt, er det meste av lyset bortkastet.

Basestasjonen er den samme;mye energi og ressurser er bortkastet.

Så, hvis kan vi finne en usynlig hånd for å binde opp det spredte lyset?

Dette sparer ikke bare energi, men sikrer også at området som skal belyses har nok lys.

Svaret er ja.

Dette erStråleforming

Stråleforming eller romlig filtrering er en signalbehandlingsteknikk som brukes i sensormatriser for retningsbestemt signaloverføring eller mottak.Dette oppnås ved å kombinere elementer i en antennegruppe slik at signaler i bestemte vinkler opplever konstruktiv interferens mens andre opplever destruktiv interferens.Stråleforming kan brukes både ved sender- og mottakerenden for å oppnå romlig selektivitet.

Denne romlige multipleksingsteknologien har endret seg fra omnidireksjonell signaldekning til presise retningstjenester, vil ikke forstyrre mellom stråler i samme rom for å gi flere kommunikasjonsforbindelser, betydelig forbedre basestasjonens tjenestekapasitet.

I det nåværende mobilnettet, selv om to personer ringer hverandre ansikt til ansikt, sendes signalene gjennom basestasjoner, inkludert kontrollsignaler og datapakker.

Men i 5G-tiden er ikke denne situasjonen nødvendigvis tilfelle.

Den femte viktige egenskapen til 5G —D2Der enhet til enhet.

I 5G-tiden, hvis to brukere under samme basestasjon kommuniserer med hverandre, vil dataene deres ikke lenger videresendes gjennom basestasjonen, men direkte til mobiltelefonen.

På denne måten sparer det mye luftressurser og reduserer trykket på basestasjonen.

Men, hvis du tror du ikke trenger å betale på denne måten, så tar du feil.

Kontrollmeldingen må også gå fra basestasjonen;du bruker spektrumressursene.Hvordan kunne operatørene la deg gå?

Kommunikasjonsteknologi er ikke mystisk;som kronjuvelen til kommunikasjonsteknologi er 5 G ikke en uoppnåelig innovasjonsrevolusjonsteknologi;det er mer utviklingen av eksisterende kommunikasjonsteknologi.

Som en ekspert sa -

Grensene for kommunikasjonsteknologi er ikke begrenset til tekniske begrensninger, men slutninger basert på streng matematikk, som er umulig å bryte på kort tid.

Og hvordan man kan utforske potensialet til kommunikasjon videre innenfor rammen av vitenskapelige prinsipper er den utrettelige jakten på mange mennesker i kommunikasjonsbransjen.