mmWave正在智能手机尺寸中实现商业化



移动设备每年都在变得越来越强大:它们的生产率,摄像头和屏幕的分辨率以及运行应用程序的功能都在增长。 用户在智能手机上花费的时间越来越多,所有这些都转化为数据传输量的不断增长。 因此,根据爱立信的说法,已经在美国,平均每个智能手机用户每月要消耗7.2 GB的流量(顺便说一句,在俄罗斯,这个流量并不少-约为6 GB),到2023年,这个数量将增加7(七!)。次。

因此,如果您不进一步开发网络,则它们只会阻塞,或者至少平均速度会下降七倍。 实际上,有效地增加网络的容量和带宽只能采用一种方法:由于射频频谱。 带宽越宽,相应的更多数据可以同时传输。 它只保留适当数量的自由频率的位置:在这里毫米范围(mmWave)才有意义-即高于24 GHz的频率。

为什么以前不使用毫米范围?


他有问题,甚至两个。 首先,毫米范围的波由于即使在空气中的强烈衰减也具有非常适中的传播半径。 其次,波长越短,绕过障碍物的能力越低。 对于毫米波,即使您拿着智能手机并阻挡天线的手也可能成为一堵死墙。

长期以来,工程师们解决了这些问题,并提出了使用天线阵列和所谓的双模成型的方法:形成定向“波束”以借助天线阵列提高功率。 也就是说,我们需要天线阵列-一个,它们需要几个-两个。 长期以来,人们一直认为这就是mmWave无法在移动设备中使用的原因:它们太麻烦了。 但是,高通公司到2018年设法创建了QTM052天线模块,其尺寸比回形针还小! 这些模块中的多达四个模块沿着外壳的侧面放置,这使智能手机保持了超薄状态。 如果您查看泄漏到网络中的5G智能手机的照片,例如Xiaomi Mi Mix 3,Vivo和Oppo,您会发现它们的大小和尺寸与仅支持LTE的当前智能手​​机没有什么不同。



讨厌5G的人唯一强调的“缺陷”是Qualcomm原型(参考智能手机设计)。 但是,如果您看一下前几代设备的原型,就会发现:这些现有的“模型”总是很麻烦-主要是为了方便研究电路设计。 但是,只能有条件地将其称为“砖”:该设备的尺寸为160.0×73.8×9.5 mm。



在哪里,如何以及为什么使用mmWave?


mmWave的主要范围是体育场,音乐厅,展览等中的大型活动。 在这样的模型中,毫米波传播的典型问题微不足道:没有信号通过墙壁的传递所造成的损耗,也没有被树叶或雨水吸收的信号,也没有远距离的消光:基站始终离用户不超过几十米。 但是有许多优点:由于天线具有更好的方向性和频谱效率,以及理想的波束形成,网络的容量(在大规模事件中最经常“说谎”的那个网络)的容量得到了完美解决。 在这种情况下,mmWave将用作现有LTE网络的补充。



实验表明,例如,对于在开放空间中的音乐事件,在38个(!)LTE扇区(50 MHz频谱)中添加16个5G-NR扇区(800 MHz频谱),容量增加了十倍,带宽增加了一百倍,真正的平均传输速率提高了233 Mbps的数据。

反过来,这又使您可以创建使用移动通信的新案例-从在附近放置无线监视器以显示每个音乐家,到即时个性化重复某些运动片段,甚至可以通过VR头盔出现在现场并通过您最喜欢的玩家的眼睛观看游戏。 为了真实起见,这种头盔的每只眼睛的分辨率为1920×1920,具有HDR和每个颜色通道10位,以及每秒60帧的刷新率。 这要求每个用户的速度为60–90 Mbit / s,峰值大于100 Mbit / s,延迟小于20 ms,以便在移动头部时没有明显的“滞后”。



如果您离开群众活动的主题,那么5G可以例如使用增强现实技术在城市中导航。 此外,所有这些将实时发生在来自摄像机的当前图像上,而不是在静态图片上,因此,这将需要即时全缓冲加载神经网络以进行图像分析和“脉冲”下载小数据包,对于这些数据包,小于20 ms的延迟也很重要,否则智能手机的移动以及在相机视野中更改图像时,数据将没有时间加载。



当然还有游戏。 这不仅涉及低端的多人游戏,还涉及全新的游戏类型,例如“虚拟彩弹射击”,其中,玩家获得智能手机并使用虚拟武器射击,而不是绘画标记,并且软件可以识别玩家的图像并确切知道谁谁打。 同时,可以用虚拟物体补充现实世界,例如,相同的急救箱,装甲或其他武器和弹药。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN439166/


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