电磁波分为电波和光波。电磁波的频率资源有限,根据不同的频率特性,有不同的用途。我们目前主要使用电波进行通信。当然,光波通信也在崛起,例如可见光通信LiFi(LightFidelity)。
电波的分段:
名称 |
符号 |
频率 |
波段 |
波长 |
主要用途 |
基低频 |
VLF |
3-30KHz |
超长波 |
1000Km-100Km |
海岸潜艇通信;远距离通信;超远距离导航 |
低频 |
LF |
30-300KHz |
长波 |
10Km-1Km |
越洋通信;中距离通信;地下岩层通信;远距离导航 |
中频 |
MF |
0.3-3MHz |
中波 |
1Km-100m |
船用通信;业余无线电通信;移动通信;中距离导航 |
高频 |
HF |
3-30MHz |
短波 |
100m-10m |
远距离短波通信;国际定点通信;移动通信 |
基高频 |
VHF |
30-300MHz |
米波 |
10m-1m |
电离层散射;流星余迹通信;人造电离层通信;对空间飞行体通信;移动通信 |
超高频 |
UHF |
0.3-3GHz |
分米波 |
1m-0.1m |
小容量微波中继通信;对流层散射通信;中容量微波通信;移动通信 |
特高频 |
SHF |
3-30GHz |
厘米波 |
10cm-1cm |
大容量微波中继通信;大通量微波中继通信;数字通信;卫星通信;国际海事卫星通信 |
极高频 |
EHF |
30-300GHz |
毫米波 |
10mm-1mm |
再入大气层时的通信;波导通信 |
5G技术主要具备五大特点:
一、毫米波
电磁波的一个显著特点:频率越高(波长越短),就越趋近于直线传播(绕射能力越差),而且,频率越高,传播过程中的衰减也越大。
例如:
1、激光笔,波长635nm左右,射出的光是直的,挡住了就过不去了。
2、卫星通信和GPS导航,波长1cm左右,如果有遮挡物,就没信号了。而且,卫星那口大锅,必须校准瞄着卫星的方向,稍微歪一点,都会有影响。
如果5G用高频段,那么它最大的问题,就是覆盖能力会大幅减弱。覆盖同一个区域,需要的基站数量将大大超过4G。所以这些年,电信、移动、联通为了低频段而争得头破血流,有的频段甚至被称为——黄金频段。
二、微基站
在高频率的前提下,为了减轻覆盖方面的成本压力,5G必须寻找新的出路首先,是微基站。基站有两种,微基站和宏基站。基站越小巧,数量越多,覆盖就越好,速度就越快。
三、Massive MIMO
MIMO就是“多进多出”(Multiple-Input Multiple-Output),多根天线发送,多根天线接收。在LTE时代就已经有MIMO了,5G继续发扬光大,变成了加强版的Massive MIMO。
四、波束赋形
在基站上布设天线阵列,通过对射频信号相位的控制,使得相互作用后的电磁波的波瓣变得非常狭窄,并指向它所提供服务的手机,而且能跟据手机的移动而转变方向。这种空间复用技术,由全向的信号覆盖变为了精准指向性服务,波束之间不会干扰,在相同的空间中提供更多的通信链路,极大地提高基站的服务容量。
五、D2D
5G时代,同一基站下的两个用户,如果互相进行通信,他们的数据将不再通过基站转发,而是直接手机到手机。这样,Harvatek就节约了大量的空中资源,也减轻了基站的压力。
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