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Massive MIMO加持高頻段5G 無損通信時代來臨

責任編輯:zsheng |來源:企業網D1Net  2018-09-04 11:45:14 本文摘自:華強電子網

從未有一種通信技術如5G一般包羅萬象,從低頻到高頻,5G都能適應。而我國工信部已經初步確認5G將采用3.3-3.6GHz、4.8-5.0GHz頻段,24.75-27.5GHz、37-42.5GHz高頻頻段也正在征求意見當中。目前,國際上主流的5G使用頻段為28GHz,其波長為10.7mm,即毫米波,與之相對應的是天線的長度也將大大縮短,Massive MIMO技術正是在這個節點應運而生。

雖然我國在5G初始階段將使用中低頻段,但未來的主流依然是高頻段5G,好處當然是顯而易見的,氣候干擾性小,超高穩定性,超寬帶傳輸,超高數據速率、超低延時等都是高頻段5G自帶的BUFF。不過,與之相對的是,缺點也非常突出。由于高頻率導致其信號在空氣中傳遞衰減更加嚴重,即傳輸范圍大大縮小,此外高頻率電波也很難穿過障礙物,可見光可以看做為超高頻率的電磁波,其穿透性相信大家都了解。甚至曾有人開玩笑認為,秋天時5G信號應該會更好,因為那時葉子都掉光了。

5G技術雖好,但在這些明顯缺陷之下,也很難有實際推進的可能,因此需要有一定的方法來解決5G所遇到的相關問題。在高頻段5G中,即毫米波技術,雖然能極大地增強5G的傳輸速率,但傳輸距離大幅縮短,覆蓋能力大幅減弱。對于這種情況,可以有幾個解決方案,比如加大信號發射功率,但對此國家有規定,不可能無限放大,因此該方案并不合適。另外一個,就是可以增加5G基站的數量,依靠數量來讓5G信號覆蓋范圍更廣。

基站通常分為兩種,一種是宏基站,一種是小基站。我們戶外通常見到帶有高聳天線的小房子,一般都屬于宏基站,它能夠有效的把我們的信號及時進行傳遞,通常其覆蓋范圍更廣,功率更大,但成本也更高。同時由于高頻率5G覆蓋的局限性,想要達到原有的信號覆蓋效果就必須建立更多的基站,這樣一來成本就太高了。這也是為何三大運營商都在紛紛爭搶5G的低頻段,就是由于基站成本過高,而使用低頻段還可以拿以前的基站改改將就著用。

既然加大天線放射功率以及多建設宏基站都不可取,那么只能化整為零,多建設小基站來作為信號空缺的補充。雖然小基站發射信號的能力不及宏基站,但是勝在成本低,建設面積小,可以在城市之中進行靈活的建設。雖然小基站的發射范圍沒有宏基站強,但在更密集的布局之下,信號覆蓋反而更加全面。

同時,為了解決信號發射強度的問題,除了從信號發射功率上出發以外,還可以增加天線數量來達到相應的目的。這也引出了5G其中一個的關鍵技術Massive MIMO(大規模天線),由于毫米波的緣故,5G時代天線將更加微小,也為設備預留了更多的空間,因此可以搭載更多的天線來增加頻譜效率。

具體而言,Massive MIMO技術大致上有這么幾個優勢,從頻譜效率方面來看,Massive MIMO相比宏基站增加3到5倍;其次該技術也增加了網絡覆蓋的靈活性,滿足運營商在不同場景下的布置需求;同時,Massive MIMO高容量特性將為用戶獲得更好的體驗,刺激用戶數據消費;Massive MIMO還能與如今的4G網絡終端兼容,這意味著運營商可以立即從中獲得收益,未來Massive MIMO還可以平滑過度到5G,保持和提升現有投資的回報。

目前,許多擁有通信技術的企業已經在Massive MIMO技術上進行發力,著眼關注及研究相應技術。中國信息通信研究院更是Massive MIMO技術國內的主要引導者,他們認為Massive MIMO技術將有效的推動我國5G的建設,未來也將加速國內消費者向5G的轉變。企業方面,比如國內的通宇通訊、京信通信、摩比發展、信維通信、盛路通信、北訊集團、華為、中興等,都在Massive MIMO技術上有一定的技術儲備,中興甚至早在2015年起,便在全球多個市場開展Pre5G Massive MIMO商用試點,其設備的天線陣列讓人印象深刻。

運營商方面,當前我國三大運營商都已紛紛開展5G商用和普及計劃,其中中國電信將在近期完成5G首個商用版本,中國移動與中國聯通都會在今年年底之前邁出5G商用的步伐,預計在2020年5G網絡將會得到大規模商用。

屆時,城市中將大規模部署小基站,不止在室外,更多的將布置在室內。受惠于此,Massive MIMO技術也將得到充分的使用,人群密集低端的信號干擾局面將得到更大程度的改變,不會再出現在小區或者辦公樓等地點信號反而不暢的尷尬現象,消費者能夠感受到真正的無損通信,體驗更好的5G服務。

關鍵字:通信 時代 頻段 MIMO

本文摘自:華強電子網

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