3GPP是個什麼組織 為啥5G標准離不開它【3】
第一大創新:mmWave
提到網絡速率,必定和頻率、波長、以及光速三者有關,它們的關系是這樣的:
電磁波計算公式
接著看下一張圖:
以往不同頻率電波的用途
從上方圖片中的綠色字體不難看出,長期以來,我們主要使用中頻到超高頻來實行手機通訊的。經常所說的CDMA 800、GSM 850,就是工作頻段800MHz和850MHz的意思。就目前來說,現如今的4G LTE屬於超高頻和特高頻。
我國LTE頻譜劃分(圖片引自人民網)
並且我們國家主要使用超高頻。依照第一個圖的公式,頻率越高,速度越快,車道(頻段)也就越寬。
頻率越高,頻段越寬(圖片引自千家綜合布線網)
恩,要想速率快,頻率就越大,因為光速是恆定的,頻率大就意味著.....
電磁波計算公式
也就意味著波長越小,5G的第一個創新技術就來了,率先使用目前波段較小的mmWave(毫米波),就目前的動態來看,毫米波段中28GHz頻段和60GHz頻段比較有希望使用在5G的兩個頻段中,使用毫米波頻段,頻譜帶寬比較前代要寬了10倍,傳輸速率自然也得到大幅度提升。
第二大創新:Massive MIMO
MIMO的英文全稱是Multiple-Input Multiple-Output,意為“多進多出”,說白了就是基站的天線變多了,並且手機的接受能力也變強了,源頭上多根天線發送,接收對象多根天線接受。
Massive MIMO對比LTE的區別(圖片引自kejiwang)
通過實際圖片看下區別:以前的基站,天線數量寥寥無幾。
老式基站(圖片引自互聯網)
再看看新式Massive MIMO技術基站:
Massive MIMO 5G基站(圖片引自臨汾日報社)
是不是有點高大上,充滿“未來科技”的感覺呢。
第三大創新:Beam Management
Beam Management意為波束賦形,也是第五代移動通訊技術的一大創新,它主要是改變了信號的發射形式進行的改變。說到基站發射信號的形式,有些類似於燈泡發光,它是360度向四面八方發射的,對於光而言,要想照亮某個區域或某處物體,大部分散發出去的光都浪費了。
傳統信號發射形式(圖片引自互聯網)
而波束賦形就比較厲害了,它是一種基於天線陣列的信號預處理技術,通過調整天線陣列中的每個陣元的加權系數產生具有指向性的波束,通俗的將,它可以改變信號的發射軌跡,實現“點對點”有針對的信號傳播。
波束賦形(圖片引自互聯網)
波束賦形(圖片引自mbcom)
硬是給信號發射形態“捏”了個長條造型,無不讓人佩服5G通訊技術的前進。
第四大創新:LDPC/Polar
前面說過,3GPP對應想要涉及的領域,定義了5G的三大場景:eMBB、mMTC和URLLC。
3GPP定義5G的三大場景
不知道朋友們記不記得2017年11月下旬,華為公司主推的Polar Code(極化碼)方案拿下5G,作為控制信道的編碼方案,這個方案便是3PGG制定的三個場景之一的eMBB場景,而高通主導的LDPC碼作為數據信道的編碼方案。
根據華為的實際測試來看,Polar碼可以同時滿足超高速率、低時延、大連接場景的需求,並且能夠使蜂窩網絡的頻譜提升10%左右,與毫米波結合可以達到27Gbps的速率。
對於eMBB場景來說,有了華為這位主力,外加高通的扶持,相信能夠將無線通訊技術提升到新的高度。
第五大創新:AS Layer
AS Layer是相比較4G網絡的一種新型的架構模式,主要是以正交頻分多任務(OFDM)為基礎的彈性參數物理層(PHY,Layer 1),它可以最多包含5個次載波。該架構可以同時回應更快速的數據與響應速度。
Layer 1(圖片引自52rd)
寫到最后
不得不承認,從第一代移動通訊技術問世開始,注定了它會牽扯到許多的層面,包括用戶的使用體驗、商家的利益等等,而3GPP的建立並不多余,就像國家需要有政府的支撐、公司要有制度的管理、學校要有老師教育的引領,而3GPP充當的就是這樣的一個角色,立好了一個“規則”,各類供應商和用戶才能夠在科技中進步。
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