工作原理:5G的频率选择

5G可以真正改变人们的生活质量,因此对新技术的兴趣远高于4G。 因此,在初始部署中启动设备的公司数量已经从4G LTE的4家变为5G的20家。 在全球范围内进行了5G使用的测试启动和服务开发,包括通过孵化器吸引初创公司。 其中之一-来自MTS-也可以在俄罗斯使用。



人们普遍认为LTE速度适合所有人,因此,不需要普通用户即可将其速度提高到10 Gb / s。 这并非完全正确。 5G应用场景位于连接基础架构的层面上,为使用AR和VR,无人机以及其他基础架构和业务解决方案创造了新的机会。 加速流量的接收和传输可以为消费者快速释放网络资源,从而避免遇到有用户时页面打开速度非常慢的情况。 在网络由于拥塞而使订户面临通信质量下降之前,不可能延迟网络带宽的扩展。

网络部署的速度将取决于确定5G频谱一部分的速度以及该频谱的大小。

解释其工作原理的最简单方法是通过传统收音机。 您将收音机调谐到一个波,例如97 FM,其中特定的电台正在以97兆赫兹的频率进行广播。 如果要打开另一个广播电台,例如103.5 FM,则需要切换到该广播电台。 也就是说,两个站永远不会在相同区域的同一时间在同一频谱上进行发射,否则它们将相互干扰。 同时,由于无线信号仅在一定距离处传输,因此您可能会在您喜欢的无线电台频率的另一个区域中找到另一个电台。

为了全面推出5G,需要一定范围的无线电频谱。 为5G分配的频谱数量将决定基于该技术的网络的速度。 对于所有不同的使用场景,频谱应具有足够的通用性,这可能意味着使用几个不同的频带。 通常,三个频段中的频率是必需的:高达1 GHz,1-6 GHz和高于6 GHz。

频谱不同部分的信号延伸一定距离。 波长与频率成反比:也就是说,高频具有较短的波长。 例如,30 Hz(低频)的波长为10,000 km(超过6,000英里),而300 GHz(高频)的波长仅为1 mm。 但是,当波长确实很小时(例如,光谱的最高频率),它很容易失真。 因此,真正的高频不能像低频那样传播。 连接的质量也受带宽影响,带宽由最高和最低信号频率之间的差异来衡量。 当您提高无线电频谱以达到更高的范围时,带宽会增加,因此带宽也会增加(即,您可以获得更高的下载速度)。

例如,毫米波(mmWave,技术上涵盖30-300 GHz范围内的频率,但通常指的是24 GHz以上的频带)处于高频频谱中,并且具有能够传输大量数据的优势。 但是它们也更容易被空气,树木和附近建筑物中的气体吸收。 因此,毫米波频谱不能用于长距离传输数据。 这些缺点可以通过基于大规模MIMO和波束成形(波束成形)等技术实现的定向天线部分克服,但这些频率下的信号无法稳定地长距离传播。 MmWave频率还将与较低的频率范围一起使用,以提供5G所需的覆盖范围和容量。

除了可用的mmWave频率,您还可以清除已使用的范围并重新部署它们。 此过程称为重耕。 实际上,可以将其与处理田地进行比较:如果将田地用于西红柿,则直到所有西红柿都收获后才能在那里种植玉米。 由于仍使用前几代通信占用的频率,因此使此过程变得复杂。 此外,它们的频率范围有限,为了充分发挥5G的潜力,利用此规范提供的更高速度,国际移动电信运营商协会(GSMA)建议为每个移动运营商在中频中至少分配100 MHz。 例如,中国移动将在2.6 GHz和4.9 GHz频带中被分配300 MHz。

全球第五代通信的主要范围是3.5 GHz,总带宽在3.4至3.8 GHz范围内最高可达400 MHz。 由于全球范围内的可用性和大量频谱,它更具吸引力。 例如,在欧洲已经同意了其分配:欧洲监管机构已确定3.4-3.8 GHz频段,并计划对其进行协调以使其适合5G。 在俄罗斯,情况有所不同:该范围的主要用户是国防部和Roscosmos。 因此,现在我们正在考虑在4.4-4.99 GHz范围内部署5G的选项。 日本和中国使用。

所选频率的差异会产生许多问题。 有数据漫游之类的事情。 当第一个支持4G的iPhone型号问世时,我们所有人都可能面对这一问题,但是在俄罗斯,无法使用这项服务-手机中的芯片是为美国LTE选择的频率设计的。 在俄罗斯和欧洲,4G的工作范围不同。 5G可能会重复类似的情况,因为在全球部署此类网络的主要范围是3.5 GHz和毫米波。 高通移动生态系统的最大开发商之一生产了针对这些范围设计的芯片组和模块。 已经提供5G支持的旗舰产品(例如Galaxy S10)也支持相同的范围。

现在的主要任务是选择所需容量的通用频谱,否则,从无人机的发展到快速的交通运输,该技术可以给我们带来的所有“麻烦”将无限期地延迟。

丹尼斯·帕纳森科(Denis Panasenko),
5G MTS孵化器负责人。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN466775/


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