毫米波到低频段:5G在不同频段上的工作

毫米波到低频段:5G在不同频段上的工作

如果你一直在关注下一代无线技术5G的新闻,你可能会在阅读中遇到“低波段”、“中波段”和“毫米波”等术语。但是这些术语实际上是什么意思呢?它的答案就很好的概述了5G的工作原理,因此我们在本指南中对不同类型的5G进行了详细介绍。

毫米波到低频段:5G在不同频段上的工作

如果你想全面了解5G——从它是什么到它将如何使用——请参阅我们的深入解释

无线电波谱是如何工作的

低波段、中波段和毫米波都是指电磁波谱的不同部分。这三者都在无线电波的范围内,但光谱中还包括光、伽马射线、x射线、微波等等。

在频谱的无线电波范围内,情况相当拥挤。虽然无线电频谱越来越多地用于移动设备,但它也可以用于广播电视、业余无线电和飞机通信等。无线电频谱范围从30Hz-300GHz(1GHz等于10亿Hz)。这是一个相当大的范围,所以在这个范围的远端频谱的作用非常不同是有道理的。

美国G频谱带宽(FCC提供的信息)

  • 低波段: 600MHz,800MHz,900MHz
  • 中波段: 2.5GHz,3.5GHz,3.7-4.2GHz
  • 毫米波(高波段): 24GHz,28GHz,37GHz,39GHz,47GHz

低波段的频谱比高波段的频谱具有更长的波长,这使得它更加稳健,以牺牲带宽为代价,传播更远的距离。通过中段频率的波长会越来越短,虽然获得了带宽,但失去了传输距离。最终,它们达到毫米波。

毫米波的重要性

毫米波在其标题中提到了它的波长很小,从10毫米到1毫米不等。这是一个非常有效的频谱,具有很大的带宽,但它对外部变量也非常灵敏–不管是墙、树,甚至只是雨。低波段天线适用于覆盖长达数英里的区域(无论是大面积的城市、居民区还是农村地区)–毫米波(或是mmWave)对于小规模、有针对性的部署(比如棒球场内的部署)或特定区域的固定无线通信来说则更有意义。

毫米波到低频段:5G在不同频段上的工作

固定无线,或使用无线取代有线互联网,实际上是大多数运营商尝试5G的第一个用例–你可以从AT&TVerizonT-Mobile等美国运营商那里找到可用的或即将推出的5G产品。

除了其更大的带宽之外,对于电信公司和消费者来说,关于毫米波最令人兴奋的部分之一是拥有更大的频谱信道的机会,这也有助于提供显著的速度效益。

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你可以这样想:与其在几条不同的窄路上往返你的工厂到客户之间,不如建一条高速公路,这样不是更有效率吗?这是毫米波的承诺,因为它是一个相对尚未开发的资源。直到5G技术问世之前,业内许多人都对这种过分繁琐的频谱能否以有效的方式投入商业使用持怀疑态度。然而,通过使用波束形成(一种聚焦光谱并将其直接射向接收方的方法)等技术,5G技术的工程师和科学家觉得有可能完成。而且,由于有大量的数据可供使用,电信可以抢占毫米波频谱中的大量连续部分,以创建他们的数据高速公路。

现实世界的期望

所以这一切意味着什么?简而言之,使用毫米波是导致第五代无线技术的最大突破之一,它支持一些快速的、千兆字节的速度-但目前来说还为时尚早。如果你有幸在未来一年左右的时间里使用毫米波,那很有可能你的手机会时断时续,而且它可能会在工作时耗尽你的电池量。

至于在中波段和低波段上的5G,改进还在进行中。新的无线技术在现有频段上比4G LTE更有效率,但数量不多。5G也是专为支持4G网络而设计的,目的是提高而不是取代4G网络的速度。最终,就像任何无线技术一样,随着运营商逐步升级设备,使网络具有更高的速度,它将占据主导地位。

最终,频谱–以及对更多频谱的需求,是5G发展背后的主要故事。5G技术的早期阶段可能会很坎坷(每一种无线技术都有过尴尬的青春期),但这些创新会带来的很大的机遇。随着毫米波的出现以及中波段和低波段频谱的改进,未来无线数据的应用将比以往任何时候都更加集中。

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