5G1

当今的移动用户希望运营商能够提供更快的数据速度和更可靠的服务质量。下一代无线网络——5G——承诺满足这些要求,同时将提供更多先进功能。虽然5G目前仍处于规划阶段,但电信企业和行业团体正在密切合作,试图明确5G将会是什么。但他们都认同一件事:随着移动用户数量及其对数据需求的不断增加,5G必须能够以比构成当今蜂窝网络的基站更快的速度处理更多的数据流量。

为了做到这一点,无线工程师们正在全力设计一套新技术。这些技术将以延迟时间不超过一毫秒的速度提供数据(相比之下,目前的4G网络延迟约为70毫秒),并为用户带来每秒20吉比特的峰值下载速度(4G的峰值下载速度为1吉比特/秒)。

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目前还不清楚从长远来看,哪些技术对5G做出的贡献将最大,但早期有益于5G的一些技术已经出现。其中包括毫米波、小蜂窝、大规模多输入多输出、全双工和波束成形。

毫米波

如今的无线网络已经遇到了一个问题:越来越多的用户和设备正在消耗比以前更多的数据,但是它仍然运行在移动服务提供商一直用于提供其他服务的、拥挤的无线电频谱频段。这意味着每个人所使用的带宽都较少,导致服务速度降低,掉线次数增加。

解决这个问题的一种方法是纯粹在全新的频谱范围内传输信号,即使用以前从未用于移动服务的频谱。这就是服务提供商正在毫米波上进行广播试验的原因,这种波段使用的频率高于一直以来手机所使用的无线电波。

与过去用于移动设备的6 GHz以下频段相比,毫米波通过30-300 GHz之间的频率进行信号传播。这些电波被称为毫米波,因为它们的长度从1毫米到10毫米不等,相比之下,目前智能手机所使用的无线电波的长度大约是几十厘米。

到目前为止,只有卫星和雷达系统运营商将毫米波用于实际应用。现在,一些蜂窝提供商已经开始利用这类电波在固定点(诸如两个基站)之间发送数据。但是借助毫米波将移动用户与附近的基站连接在一起则是一种全新的方法。

毫米波有一个主要缺点——它们不能轻易穿过建筑物或障碍物,并且会被叶子和雨水吸收。这就是为什么5G网络可能会采用另一种被称为小基站的新技术来增强传统蜂窝信号塔性能的原因。

工程师们希望通过毫米波和其他5G技术构建新型无线网络,为未来的智能手机用户、虚拟现实游戏玩家和自主汽车提供日常所需的服务支持。通过承诺为消费者提供超低延迟和创纪录的数据速度,研究人员和相关企业已经为5G设定了很高的期望值。如果他们能够顺利解决其余的问题,弄清楚如何让所有这些系统协同工作,那么消费者便有望在未来五年内用上超快速5G服务。

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