5G关键技术-毫米波
•启局波长在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返伏,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悄世让全的连结。
•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
5G会带来怎样的新技术、新发明?
首先,通过与消费互联网及产业互联网技术的融合,5G会加快人与人、人与物、物与物之间的信息传输效率,极大地提高生产力和生产效率,从而加快科技产品的研发进程和产品迭代速度。因此,在5G时代,科技发展的速度比以往更快,全球范围内的技术竞争也会更加激烈。
其次,5G其实不只是通信技术,而是能够将信息采集、通信、计算和控制进行系统化的整合,从而引发了交通、物流、教育、医疗及工业和农业生产等很多行业用“远程取代现场”、“无人取代有人”的革命。因此,各个行业领域的科技创新都离不开5G的支撑。形象地来说,科学技术是第一生产力,而5G则是为科技这个第一生产力安装了一个加速引擎。
从现在起到未来十年内,是5G落地应用以及后续技术演进的重要时期。随着5G不断渗透到各个行业,各种各样的科技发明将会呈现。这些科技发明一方面是对科学技术本身的创新和发展,比如B5G技术本身还是会有一系列创新,这些发明和创造主要由5G/B5G研究人员来完成。而另一方面,与5G/B5G结合的应用创新和发明,则可以由各行各业的研究人员和工程师来共同完成。比如,5G和AI紧密结合的一些技术发明,例如:
1、能够提高更好驾驶和乘坐体验的智能驾驶辅助和出行服务产品。
2、能够通过5G实现具有更好实时交互功能的、更加智能化的远程沉浸式教学产品,如全自动实时判卷、AI外语课程和AI美术教学。
3、能够陪护小朋友的5G机器人智能玩伴。
4、能够解决老龄化问题的家务智能机器人。
5、能够提高更好医疗诊断和治疗以及护理的远程医疗服务产品。
本答案来自腾讯可持续社会价值事业部与中国儿童中心联合推出的系列科普图书《答案》,内容由领域科学家/专家校验通过。