5g毫米波是什么意思

5g毫米波是什么意思,第1张

毫米波其本质上就是一种高频电磁波,是波长1-10毫米的电磁波,通常来说就是频率在30GHz-300GHz之间的电磁波。是5G通讯中所使用的主要频段之一。

5G通讯中主要使用两个通讯频段,Sub-6GHz为低频频段,主要使用6GHz以下频段进行通讯。毫米波频段则使用24GHz-100GHz的高频毫米波进行通讯,5G对于毫米波的利用,大多集中在24GHz/28GHz/39GHz/60GHz几个频段之中。

扩展资料:

注意事项:

根据3GPP协议规定,5G网络主要使用两段频率,FR1频段和FR2频段。FR1频段的频率范围是450MHz-6GHz,又称sub 6GHz频段,FR2频段的频率范围是24.25GHz-52.6GHz。

毫米波带来了大带宽和高速率。基于sub 6GHz频段的4G LTE蜂窝系统可使用的最大带宽是100MHz,数据速率不超过1Gbps。而在毫米波频段,可使用的最大带宽是400MHz,数据速率高达10Gbps甚至更高。在5G时代,这样的带宽表现才能满足用户对特定场景的需求。

参考资料来源:百度百科-毫米波

Ubiquiti 的 60GHz 链路部署大赛正在如火如荼地举办中,大家可以登录到 airFiber WEB界面,在 airFiber 仪表盘中寻找 “60GHz 链路部署大赛” 活动海报,提交您的链接作品就能看到目前的部署排名。比赛已经进行了 38 周,活动会持续到 2021 年 12 月 31 日。

那为什么要举办 60GHz 的链路大赛呢? 实际上 60GHz 频段通信的波长仅为 5mm 左右 ,属于毫米波。毫米波传播在大气中,会受到大气吸收和大气散射因素作用,从而陷入传输衰减。所以通常毫米波也被认为是微距传输,但是事实证明 Ubiquiti 设计的 airFiber 已经可以将毫米波传输 20 公里以上

什么是 5G 毫米波?

那什么是毫米波呢?2021 年初,中国联通宣布要在明年为北京冬奥会部署 5G 毫米波,这个 5G 毫米波又是什么呢?

这就要从 5G 说起, 5G 是第五代移动通信技术 ,是根据第三代伙伴计划协议 3GPP(3rd Generation Partnership Project)制定的标准。而这个标准通常以十倍的速度作为一次迭代,因此 5G 的网络速度理论上是 4G 的 10 倍。那如何能在提高网速的同时又保证传输呢?这就要从频率和频宽说起。

一般而言 频率越高、频宽越宽,则传输速度越快、数据越多 。可以把频率类比为火车速度,频宽为铁道宽度,传输数据就是乘客。如果火车速度加快、铁道宽度加宽,就可以有更多的火车进行来回运行,那么能来往两地的乘客也就越多、越快。

不过又由于另一个物理特性 光速=波长 频率 ,在光速恒定的情况下,电磁波频率越高则波长越短。 波长越短则电磁波的穿透性就越差,且容易在传输过程中受到环境的影响。 因此之前的 4G、3G 甚至 WiFi 和蓝牙等技术都是使用 3.5Ghz 以下的低频频段。

由于 3.5Ghz 以下频段都用完了,找不到足够干净的频段,而且为了增加速度和使用者体验,5G 就只能往 3.5GHz 以上的高频发展了。依据 3GPP 的定义, 5G 可以分为两大频段:mmWave,这是大多数人谈论的超高速 5G;sub-6GHz,这是大多数人暂时将要体验的 5G。

Sub-6GHz ?

Sub-6GHz 顾名思义是指 6GHz 以下的中低频段 ,低频在 1GHz 以下,中频范围是 3.4GHz 到 6GHz。

我国的 5G 应用主要集中在 6GHz 以下的中低频段,比如中移动为 2.6G、4.9G,联通和电信的频段为 3.5G,而广电更是拥有 700M 的频段。

Sub-6 频段与现在的 4G LTE 频段相近,主要差别就在于 Sub-6 将频宽增加以提升速度 。(类似上文说的多加几条铁轨,可以有更多的火车进行数据运输,虽然火车速度/频率没变,但是能够传输的数据更多了,从而使得通信速度变得更快)。而且由于 Sub-6 有部分的 5G 技术与 4G 融合,所以有部分人会视其为 4G 加速版。

上图是 3GPP 对于 5G 频段的配置方式,上方为 Sub-6,下方为毫米波。

毫米波 mmWave?

毫米波是指 6GHz 以上,从 24GHz 到 52GHz 的较高频率无线电频段。 毫米波的频段比 Sub-6 大幅提升,其火车运行速度也跑得更快了, 传输速度更是可以达到 Sub-6 的 16 倍。

毫米波的可用频带宽度也非常富余,加上空分、时分、正交极化或其他复用技术,5G 中万物互联所需的多址问题,是可以轻易解决的。 更重要的是如此富余带宽的频谱几乎免费, 在 5G 系统中使用毫米波通信技术,不仅可以获得极大的通信容量,更能降低运营商和通信用户的使用成本。

毫米波技术研究由来已久,最早可追溯到上世纪 20 年代。毫米波传播特性研究在 50 年代就已经取得了相当的成就,当时研发的毫米波雷达已应用于机场交通管制。到 90 年代,毫米波集成电路研制已取得了重大突破,使毫米波技术可以广泛地应用于军事和民用通信领域。

毫米波技术在通信领域的应用主要是毫米波波导通信、毫米波无线地面通信和毫米波卫星通信,且 以无线地面通信和卫星通信为主 。在毫米波地面通信系统中,除了传统的接力或中继传输通信应用外,还有高速宽带接入中的无线局域网(WLAN)通信。WLAN 具有双向数据传输 特点,可以提供多种宽带交互式数据和多媒体业务。

Ubiquiti 在 2012 年就开始专研毫米波的无线通信, 更是从 Motorola 招来团队专门负责AirFiber 项目。他们为 AirFiber 设计了独有的射频和调制解调器,使它可以在 6Ghz 以上的 11Ghz、24Ghz、60Ghz 进行无线电传输。 基于毫米波的特性,AirFiber 即使在 10 公里以上的传输中也能处理 1Gbps 的数据,是同时期产品速度的百倍。 而在近期举办的 60GHz 传输大赛中,更有用户使用 AirFiber 产品传输了 24.59 公里 。完全突破了传统认知中毫米波由于超短的波长,传播距离容易受到大气影响的既定印象。实际应用中也证明,毫米波可以取代有线光纤进行主干网络通信。

可以毫不夸张地说,毫米波就是今后移动通信和无线通信的未来,毫米波是 5G 的重要组成部分,而 5G 也是我国发展的重要组成部分。目前国家滑雪中心已经展开了 5G 毫米波实验,相信到 2022 年的北京冬奥会上,大家就能感受到 真·5G 的高速魅力。当然你也可以通过使用 Ubiquiti 的 airFiber 毫米波系列产品,感受毫米波在无线通信领域的速度。

参考资料:

[1]李明. 5G无线:从Sub—6 GHz到mm波机遇与技术挑战[N]. 电子报,2017-10-15(012).

[2]张长青.面向5G的毫米波技术应用研究[J].邮电设计技术,2016(06):30-34.

[3]Juli Clover. mmWave vs. Sub-6GHz 5G iPhones: What's the Difference?

[4]http://qualcomm.cn/ Ookla Speedtest数据显示,5G毫米波速率可达Sub-6GHz的16倍

[5 ]www.ncc.gov.tw

•波长在1到10毫米之间的电磁波,通常对应于30GHz至300GHz之间的无线电频谱

•该术语通常对应于38、60以及94GHz附近的几个频带

•美国联邦通信委员会早在2015年就已经率先规划了28GHz、37GHz、39Ghz和64-71Ghz四个频段为美国5G毫米波推荐频段。这个几个频带适合长距离通讯,不像60GHz必须承受约20dB/km的氧气吸收损耗,信号损耗较大(大气传播损失通常以每公里传播的分贝(dB)损失来进行定义)。这些频率也能在多路径环境中顺利运作,并且能用于非可视距离(NLoS)通讯。透过高定向天线搭配波束成形与波束追踪功能,毫米波便能提供稳定且高度安全的连结。

•3GPP决定5G NR继续使用OFDM技术,因此相对于4G,5G并没有颠覆式创新。毫米波是5G最大的“新意”。5G其它新技术的引入,比如massive

MIMO、新的numerology(子载波间隔等)、LDPC/Polar码等等,都与毫米波密切相关,都是为了让OFDM技术能更好地扩展到毫米波段。

•5G 也可以被称为“扩展到毫米波的增强型4G”或者“扩展到毫米波的增强型LTE”。

• 随着移动通信的飞速发展,30GHz之内的频率资源几乎被用完了

由频率、波长、天线的关系,可以看到, 频率约高、波长越短、天线越短 。因此就又了毫米波

•是可用的大量频谱带宽。以往,基于sub 6GHz频段的4GLTE蜂窝系统可以使用的最大带宽是100MHz,数据速率不超过1Gbps。而在毫米波频段,移动应用可以使用的最大带宽是400MHz,数据速率高达10Gbps甚至更多

•其次,毫米波波束窄,方向性好,有极高的空间分辨力。这一特性使得运营商可以部署紧邻的多个独立链接而不会互相干扰,毫米波非常适用于网络拓扑,例如点对点网格,密集的轮辐和环形

•对沙尘和烟雾具有很强的穿透性,原件尺寸小,探测能力强,安全保密高,许可证价格低廉

•传播损耗太,传输距离短(尤其是降雨时),器件加工精度要求高


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