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Massive MIMO加持高頻段5G 無損通信時代來臨

2018-09-03 11:04:09 來源：華強電子網(wǎng) 熱度:

從未有一種通信技術(shù)如5G一般包羅萬象，從低頻到高頻，5G都能適應(yīng)。而我國工信部已經(jīng)初步確認5G將采用3．3－3．6GHz、4．8－5．0GHz頻段，24．75－27．5GHz、37－42．5GHz高頻頻段也正在征求意見當中。目前，國際上主流的5G使用頻段為28GHz，其波長為10．7mm，即毫米波，與之相對應(yīng)的是天線的長度也將大大縮短，Massive MIMO技術(shù)正是在這個節(jié)點應(yīng)運而生。

雖然我國在5G初始階段將使用中低頻段，但未來的主流依然是高頻段5G，好處當然是顯而易見的，氣候干擾性小，超高穩(wěn)定性，超寬帶傳輸，超高數(shù)據(jù)速率、超低延時等都是高頻段5G自帶的BUFF。不過，與之相對的是，缺點也非常突出。由于高頻率導(dǎo)致其信號在空氣中傳遞衰減更加嚴重，即傳輸范圍大大縮小，此外高頻率電波也很難穿過障礙物，可見光可以看做為超高頻率的電磁波，其穿透性相信大家都了解。甚至曾有人開玩笑認為，秋天時5G信號應(yīng)該會更好，因為那時葉子都掉光了。

5G技術(shù)雖好，但在這些明顯缺陷之下，也很難有實際推進的可能，因此需要有一定的方法來解決5G所遇到的相關(guān)問題。在高頻段5G中，即毫米波技術(shù)，雖然能極大地增強5G的傳輸速率，但傳輸距離大幅縮短，覆蓋能力大幅減弱。對于這種情況，可以有幾個解決方案，比如加大信號發(fā)射功率，但對此國家有規(guī)定，不可能無限放大，因此該方案并不合適。另外一個，就是可以增加5G基站的數(shù)量，依靠數(shù)量來讓5G信號覆蓋范圍更廣。

基站通常分為兩種，一種是宏基站，一種是小基站。我們戶外通常見到帶有高聳天線的小房子，一般都屬于宏基站，它能夠有效的把我們的信號及時進行傳遞，通常其覆蓋范圍更廣，功率更大，但成本也更高。同時由于高頻率5G覆蓋的局限性，想要達到原有的信號覆蓋效果就必須建立更多的基站，這樣一來成本就太高了。這也是為何三大運營商都在紛紛爭搶5G的低頻段，就是由于基站成本過高，而使用低頻段還可以拿以前的基站改改將就著用。

既然加大天線放射功率以及多建設(shè)宏基站都不可取，那么只能化整為零，多建設(shè)小基站來作為信號空缺的補充。雖然小基站發(fā)射信號的能力不及宏基站，但是勝在成本低，建設(shè)面積小，可以在城市之中進行靈活的建設(shè)。雖然小基站的發(fā)射范圍沒有宏基站強，但在更密集的布局之下，信號覆蓋反而更加全面。

同時，為了解決信號發(fā)射強度的問題，除了從信號發(fā)射功率上出發(fā)以外，還可以增加天線數(shù)量來達到相應(yīng)的目的。這也引出了5G其中一個的關(guān)鍵技術(shù)Massive MIMO（大規(guī)模天線），由于毫米波的緣故，5G時代天線將更加微小，也為設(shè)備預(yù)留了更多的空間，因此可以搭載更多的天線來增加頻譜效率。

具體而言，Massive MIMO技術(shù)大致上有這么幾個優(yōu)勢，從頻譜效率方面來看，Massive MIMO相比宏基站增加3到5倍；其次該技術(shù)也增加了網(wǎng)絡(luò)覆蓋的靈活性，滿足運營商在不同場景下的布置需求；同時，Massive MIMO高容量特性將為用戶獲得更好的體驗，刺激用戶數(shù)據(jù)消費；Massive MIMO還能與如今的4G網(wǎng)絡(luò)終端兼容，這意味著運營商可以立即從中獲得收益，未來Massive MIMO還可以平滑過度到5G，保持和提升現(xiàn)有投資的回報。

目前，許多擁有通信技術(shù)的企業(yè)已經(jīng)在Massive MIMO技術(shù)上進行發(fā)力，著眼關(guān)注及研究相應(yīng)技術(shù)。中國信息通信研究院更是Massive MIMO技術(shù)國內(nèi)的主要引導(dǎo)者，他們認為Massive MIMO技術(shù)將有效的推動我國5G的建設(shè)，未來也將加速國內(nèi)消費者向5G的轉(zhuǎn)變。企業(yè)方面，比如國內(nèi)的通宇通訊、京信通信、摩比發(fā)展、信維通信、盛路通信、北訊集團、華為、中興等，都在Massive MIMO技術(shù)上有一定的技術(shù)儲備，中興甚至早在2015年起，便在全球多個市場開展Pre5G Massive MIMO商用試點，其設(shè)備的天線陣列讓人印象深刻。

運營商方面，當前我國三大運營商都已紛紛開展5G商用和普及計劃，其中中國電信將在近期完成5G首個商用版本，中國移動與中國聯(lián)通都會在今年年底之前邁出5G商用的步伐，預(yù)計在2020年5G網(wǎng)絡(luò)將會得到大規(guī)模商用。

屆時，城市中將大規(guī)模部署小基站，不止在室外，更多的將布置在室內(nèi)。受惠于此，Massive MIMO技術(shù)也將得到充分的使用，人群密集低端的信號干擾局面將得到更大程度的改變，不會再出現(xiàn)在小區(qū)或者辦公樓等地點信號反而不暢的尷尬現(xiàn)象，消費者能夠感受到真正的無損通信，體驗更好的5G服務(wù)。

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責任編輯：董佳豪

5G 無損通信

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