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5G毫米波,优势和挑战并存,高通用创新技术解决各种难题

2021-10-19 17:07 · 稿源:站长之家用户

对于5G,很多人都是觉得既欣喜,同时又有些神秘。因为5G的定位越来越清晰了,除了手机上那个5G的小标志之外,在智能手机之外,5G还有更为新鲜的各种应用。在高通看来,5G所蕴含的,除了更高的容量和更快的速率,还意味着一个全新的万物互联时代的来临——数十亿智能设备的无缝时实交互,成就一个全新的世界。

首先需要明确的是,目前的5G商用频段主要分为两个部分,那就是经常被很多人提及的Sub-6GHz和毫米波。Sub- 6 本来是很多国家在5G商用初期主推的频段,有着很多的优势,比如比4G更快的速率,比如容易借助现有的4G基站而实现快速的布局等等。

不过呢,随着5G的发展,一些新生事物的不断涌现,比如5G+8K这样的动态超高清即时传输、工业级的网络应用、低时延高传输的远程应用的兴起,此前基于Sub-6 GHz频段的5G网络似乎已经不能再满足人们的需求了,就像曾经的4G网络不能满足人们的需求一样。所以5G需要向更高频率的毫米波借力。

这也是高通一直致力于毫米波技术研发的最重要原因之一。和很多5G技术研发企业只专注于相对技术更容易些的Sub- 6 不同,高通是在Sub-6 GHz和毫米波两个技术标准上同时发力的。因为对高通来说,不管是Sub- 6 还是毫米波,都是5G可以考虑的工具或技术,高通从第一代5G芯片开始就同时支持了这两个技术。5G毫米波和中低频的Sub- 6 频段互相配合、互相补充,才是达成5G最初的全部愿景的关键所在。

因为我们现在正在使用的手机5G网络,几乎都是Sub- 6 频段,所以在使用了几年之后,已经可以明显感觉到Sub-6GHz的频谱资源已经十分拥挤了,4G、Wifi和Sub- 6 其实是共同一个频谱资源的,所以各类电子设备互干扰非常严重。相对来说,更高频的毫米波相对就“干净”和“宽敞”了很多。

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对于无线电波信号而言,频段越高带宽信号容量越大,可支持的通讯速率就越高,同时支持的热点接入数量也会成几何级数的增长。这也是毫米波的强大优势所在。不过没有一个技术只有优点没有缺点,毫米波也一样。毫米波在带来了以上诸多好处之外,当然也有一些不可避免的缺陷。其中最大的缺陷就是毫米波的路损和雨衰。

对于毫米波的劣势,高通提出了切实可行的解决方案。高通的5G毫米波天线模组,巧妙利用了波束成形的原理,借助毫米波频率高波长短的特性,将天线的体积做得非常小。这样就能在同样大小的设备上安装更多的天线。通过波束成形的办法,让波束越来越窄,聚焦到一个特定的方向传输,而不是散点式,这样就会大大提高毫米波信号的传输能力,解决了毫米波路损严重的问题。

另外,针对毫米波的遇到雨水、树叶等障碍物遮挡就会衰减的所谓“雨衰”问题,高通通过多次折射和反射,最终精准传输到目的地。即使两端之间的直连信号被挡住,反射波也可以提供足够强的信号支持。

一项新技术的出现的时候,在给我们带来利益和实惠的同时,肯定也会伴随着挑战。针对5G毫米波带来的挑战,高通的做法就是用各种各样的技术来解决这些挑战。5G毫米波这项新生技术,它可能不是某些应用的最好选择,但却可能是其他应用的唯一选择。这是高通对5G毫米波技术从不懈怠的原因所在。

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