笔者曾在不止一篇的文章中提到,5G网络将于今年正式进入预商用落地阶段。关于5G网络的好处,对于终端用户而言,你或许只需要知道它是一种相比4G网络的网速快出数倍、数十倍的全新网络,就像把你们家原有的4M入户宽带直接更换成千兆光纤一般。唯一不同的是,这次更换的网络你并不能看到实体的网线。
就在前两天,笔者的一位友人来电咨询笔者,5G手机什么时候出来呀?我今年有没有必要更换5G的电话卡呀?当然,这些都是一些老掉牙的问题了。正在笔者觉得无聊想要挂掉电话的时候,友人的另一个问题引起了笔者的兴致——毫米波究竟是什么呀?它也是5G网络吗?
当友人提到了毫米波时,笔者就感到比较的意外了,因为笔者的友人并非一个从事电信、媒体等相关行业的人士,他真的只是一个再简单不过的终端用户。他都开始听过毫米波了?但他似乎并不理解什么是毫米波。于是乎,笔者觉得,应该会有好多的终端用户与这位友人的情况相同,因此就有了产出这篇文章的动机。
如何理解毫米波?
毫米波,这其实是一个非常学术的概念。由于笔者这篇文章是想要尽可能将它解释给“友人”去听,所以,笔者也在反复考虑究竟应该如何来比喻更为妥当。
或许我们可以这样的来理解。笔者日常都生活在帝都,帝都的拥堵是全国人民都知晓的。未来,随着移动终端设备(可简单理解为智能手机)每月消耗的数据量(流量)不断上升,数据显示,从2013年到2023年,移动数据流量将实现超过60倍的增长。但是,用来传输移动数据流量的数据路径如果没有得到很好的升级的话。那就会好比当下的帝都一样,车辆不断增多,但道路并未拓宽,直接导致的问题就像周五下班时的北京三环、四环路况一般拥堵不堪。
5G 新空口(5G网络的全球标准 )便是第一代使用毫米波的无线通信系统,而这样的通信系统,可以利用毫米波提供的更大的带宽来解决数据路径拥堵的问题。也就是说,毫米波可被简单理解为在现有的拥堵道路上架起一座高架桥,桥上便是更加宽阔的高速公路,从而有效的使得原有堵塞的道路(数据路径)得以缓解。
根据学术数据显示,如今,诸如24.25-27.5GHz,27.5-29.5GHz频段的毫米波,其带宽可以比当前3G/4G网络带宽多25倍。
毫米波的优点在于?
那么毫米波之所以会成为5G新空口其中的一种应用形式,自然也是与其多种优点不可分割的。那么毫米波究竟有哪些优点呢?
优点一:极宽的带宽
通常认为毫米波频率范围为26.5~300GHz,带宽高达273.5GHz。超过从直流到微波全部带宽的10倍。即使考虑大气吸收,在大气中传播时只能使用四个主要窗口,但这四个窗口的总带宽也可达135GHz,为微波以下各波段带宽之和的5倍。这在频率资源紧张的今天无疑极具吸引力。这种吸引力就像,在红的发紫的地图导航上,发现一条绿色捷径般畅快。
优点二:波束窄
在相同天线尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄得多。例如一个12cm的天线,在9.4GHz时波束宽度为18度,而94GHz时波速宽度仅1.8度。因此能分辨相距更近的小目标或更为清晰地观察目标的细节。来自Qualcomm的马德嘉博士也表示,毫米波的波束很窄,可以让信号更精准地传输给特定的用户。这就好像手电筒与激光笔的区别,手电筒可以照亮一整个屋子的人,而激光笔可以具有针对性的准确的指向特定方向。