1、5G简单科普5G简 介 ， 5G特点 全称： 第五代移 动 通信网 络 理论速率：在 200MHz频宽下，极限吞吐可达 20Gbps（ 2.5Gb/s） eMBB（ Enhanced Mobile Broadband）极高的速率 mMTC（ Massive Machine Type Communication） 极大的容量 URLLC（ Ultra Reliable Low Latency Communications）极低的时延3.低时延2.大容量1.高速率CONTENT5G应用场景 高速上传下载 3D视频， 4K、 8K视频流播放，直播 工作、生活、娱乐全都在云上处理完成 AR、 VR技术
2、 物联网（万物互联） 智慧城市 智慧家居 智慧电网 实时物流 远程医疗 车联网 远程驾驶 工业控制通信方式1.有线通信光纤通信（实验室单根光纤理论传输 26Tbps），铜缆通信2.无线通信主流通信制式标准 4G LTE ，目前最高也就 150Mbps（不包含载波聚合技术）载波聚合技术使用载波聚合技术可以提升 4G的 下行 速率 峰 值 达到 300Mbps， 载波聚合相当于整合连续或者离散的频谱（带宽），将多条 “小水管 ”整合成 “大水管 ”供用户使用（实际技术要复杂得多），使得网络速率得到成倍的提升。通信基础一个 简单 且神奇的公式 C=5G技术科普 从一个公式开始 讲 起。 这 是一个既
3、 简单 又神奇的公式。说 它 简单 ，是因 为 它一共只有 3 个字母。而 说 它神奇，是因 为这 个公式 蕴 含了博大精深的通信技 术 奥秘 ；无论是 1G、 2G、 3G，还是 4G、 5G，万变不离其宗，都离不开这个五指山【 光速 = 波长 频率 】大家都知道 ， 无 线 通信就是利用 电 磁波 进 行通信。 电 波和光波，都属于 电 磁波。电 磁波的功能特性，是由它的 频 率决定的。不同 频 率的 电 磁波，有不同的属性特点，从而有不同的用途。例如，高 频 的 射 线 ，具有很大的 杀伤 力，可以用来治 疗肿 瘤 。X射线用于医学成像诊断和 X射线结晶学，甚至可以用于太空深空通信（ X
4、射线通信的最大理论速率可达 40000Tbps）电磁波电 波属于 电 磁波的一种，它的 频 率 资 源是有限的。为 了避免干 扰 和冲突，我 们 在 电 波 这 条公路上 进 一步划分 车 道 ，分配 给 不同的 对 象和用途。请 大家注意 图 中的 红 色字体。一直以来，我们 主要是用中 频 超高 频进 行手机通信的。例如 经 常 说 的 GSM900、 CDMA800，其 实 意思就是指，工作 频 段在 900MHz 的 GSM，和工作 频 段在 800MHz 的 CDMA。目前全球主流的 4G LTE 技 术标 准，属于特高 频 和超高 频不同 频 率 电 波的用途随着 1G、 2G、
5、3G、 4G 的 发 展，使用的 电 波 频 率是越来越高的。 这就扯出了一个新的点：载频频率，决定了一个时刻内传输的比特流，比如 1HZ的载频 1S只做一次变化，而 bit是靠什么来表征信息的？是靠代表 0， 1两种不同的电平的不同的排列方式表征的， 1hz最多1S传输 2bit流，而 1Mhz明显的要多多了。所以射频的频率高，一个时间段内传输的 bit流就多。频 率 越高，速度越快5G 的 频 率范 围 ，分 为 两种：一种是 6GHz 以下， 这 个和目前我 们 的 2/3/4G 差 别 不算太大。 还 有一种，就很高了，在 24GHz 以上。目前，国 际 上主要使用 28GHz 进 行
6、 试验 （这 个 频 段也有可能成 为 5G 最先商用的 频段）。5G的 频 率如果按 28GHz 来算，根据前文我 们 提到的公式：这个就是 5G 的第一个技术特点 毫米波通信电 磁波的 显 著特点： 频 率越高，波 长越短，越 趋 近于直 线传 播（ 绕 射能力越差）。 频 率越高，在 传 播介 质 中的衰减也越大。你看激光笔（波 长 635nm 左右），射出的光是直的吧， 挡 住了就 过 不去了。再看 卫 星通信和 GPS 导 航（波 长 1cm 左右），如果有遮 挡 物，就没信号了吧。卫 星那口大 锅 ，必 须 校准瞄着 卫 星的方向，否 则 哪怕稍微歪一点，都会影响信号 质 量。移
7、动 通信如果用了高 频 段，那么它最大的 问题 ，就是 传输 距离大幅 缩 短， 覆盖能力大幅减弱 。高频率的缺点覆盖同一个区域，需要的 5G 基站数量，将大大超过 4G。5G基站宏基站 微基站 皮基站5G基站大功率方案 小功率方案到了 5G 时代，微基站会更多，基站数量越多。那么多基站在身边，会不会对人体造成影响？恰恰相反，辐射反而越小！你想一下，冬天，一群人的房子里，一个大功率取暖器好，还是几个小功率取暖器好？天线进化 随着时间变化，我们手机的通信频率越来越高，波长越来越短，天线也就跟着变短啦！毫米波通信，天线也变成毫米级。这就意味着，天线完全可以塞进手机的里面，甚至可以塞很多根。这就是
8、5G 的另一杀手锏 assive MIMO（大容量多天线技术 MIMO： Multiple-Input Multiple-Output 多天线发送接收）天线进化毫米波通信，不仅是终端天线也变成毫米，基站天线也变成毫米级，所以可以看到是阵列性质的天线排列。根据天线特性要求，多天线阵列要求天线之间的距离保持在半个波长以上。如果距离近了，就会互相干扰，影响信号的收发 。以前的基站天线 现在的天线阵列波速赋形基站发射信号的时候，就有点像灯泡发光。信号是向四周发射的，对于光，当然是照亮整个房间，如果只是想照亮某个区域或物体，那么，大部分的光都浪费了。基站也是一样，大量的能量和资源都浪费了。那么就需要波速
9、赋形技术。波束赋形；在基站上布设天线阵列，通过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。D2D在目前的移动通信网络中，即使是两个人面对面拨打对方的手机（或手机对传照片），信号都是通过基站进行中转的，包括控制信令和数据包。而在 5G 时代，这种情况就不一定了。5G 的第五大特点 D2D ，也就是 Device to Device（设备到设备）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，就节约了大量的空中资源，也减轻了基站的压力。端到端是不是可以不用付费了？如果你觉得这样就不用付钱，那你就图样图森破了。控制消息还是要从基站走的，你用着授权频谱资源，运营商爸爸怎么可能放过你。该交还是得交。后记 通信技 术 并不神秘， 5G 作 为 通信技 术 皇冠上最耀眼的宝石，也不是什么遥不可及的 创 新革命技 术 ，它更多是 对现 有通信技 术 的演 进 。 通信技 术 的极限，并不是技 术 工 艺 方面的限制，而是建立在 严谨 数学基 础 上的推 论 ，在可以遇 见 的未来是基本不可能突破的 。
