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4G会很快被5G取代吗?答案就在这里

admin 2019-10-03 63 浏览 0 评论

5G商用牌照发放以后,三大运营商的5G布局也在逐渐加快。这两天,中国联通、中国电信开放了5G套餐的线上预约活动,吸引了众多用户的参与。此前,中国移动5G商用预约已经开启,也就是说,至此,三大运营商5G商用全面启动。

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这是不是意味着5G会很快取代4G?我们是不是可以随时随地连上5G网络了呢?

在过去的几年里,4G给我们的生活带来的变化是有目共睹的,近在眼前的5G网络又将是什么样子的呢?作为第五代移动通信技术,5G的传输速度能够达到10Gbp/s,比4G快了近百倍。

移动的速度越快,需要的道路就越宽,在通信领域也是如此。与3G、4G网络相比,5G需要更宽的“道路”,也就是所谓的带宽。

根据香农定理,在信噪比不变情况下,数据传送速率与信道的带宽频率成正比。但带宽足够的频段并不好找,因为随着移动通信的发展,低频频谱资源已经基本分配完毕,可用资源非常稀少。而高频具有丰富的频谱资源,能满足大流量传输的带宽要求。

根据全球5G标准制定组织3GPP的规定,5G NR主要使用两段频率:FR1频段和FR2频段。其中FR1频段的频率范围是450MHz-6GHz,又叫sub 6GHz频段;FR2频段的频率范围是24.25GHz-52.6GHz,通常叫毫米波(mmWave)。

相比于4G所采用的分米波频段,使用sub 6GHz频段和毫米波频段的5G有着更大的带宽,能承载更多的流量数据,所以也就提供了更快的网速。

当然,为了实现更快的速度,5G所使用的电磁波频率更高,波长更短,在传播中也更容易衰减,因此会导致5G信号很弱,基站的信号覆盖范围小。与此同时,更短的波长也意味着越趋近于直线传播,绕射和穿墙能力越差,所以一旦短波受到建筑物、树木的遮挡,信号质量就会急剧下降。可以说,更快的网速,是用更弱的覆盖能力为代价换来的。

为了改善这个问题,一些国家采用了sub 6GHz频段。这样既能降低技术难度,覆盖效果也更好,但网速不会像毫米波那么快。即便如此,在Sub-6GHz上部署的5G,与现有的4G信号相比,其覆盖范围还是很小。一般来说,如果要达到4G的相同覆盖范围,5G基站的数量基本上是4G的4倍左右。

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要想有更好的5G信号,仅增加基站数量是不够的,还要提高基站所发射的信号强度。2G到4G时代,基站可容纳两根到八根天线,而5G基站需要在“大规模MIMO”配置中排列64到数百根天线,以提供必要的数据速率。然后,再通过波束成形技术,使无线信号(电磁波)只按特定方向传播,防止信号干扰的问题。

总之,为了增加信号的覆盖范围,5G需要采用各种各样的新型技术方案,来克服自身缺陷。而每一种技术,都意味着成本的提升。数据显示,5G基站成本也将超过4G基站的2倍,功耗是4G基站的3倍,后期维护成本是4G的10倍左右。因此,现在的5G网络采用的是非独立组网方案,也就是在4G基站基础上改造的,主要是为了降低普及成本。而真正能体现5G性能的独立组网方案,却因为建设时间长、设备成本高,在短期内还很难用上。

总之,想要大范围覆盖5G绝不是一件容易的事情。在很长一段时间内,5G都不可能完全取代4G甚至是2G信号。所以,要是想随时随地使用5G网络,估计还得再等等。

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