被误解到层层伪装的5G天线——心里有苦说不出

珠江路在线   2020年9月29日  【 转载 】中关村在线 

提到5G天线、5G基站,你们想到的是什么?我没猜错的话,大家想到的应该都是这样一个个看起来将“专业”写在脸上的 设施,科技感十足让人觉得很厉害 。

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假装的5G天线——心里有苦说不出

但其实,我 悄悄告诉你,你平时见到的“路灯”、“空调外机”、“射灯”……都是一个个的5G天线,你信吗?

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假装的5G天线——心里有苦说不出

没错,上边真的都是天线

上图这些很常见到平时都会 忽略的生活设施,其实很可能便是一个个 假装起来的5G天线 。其实, 不仅不过5G,甚至4G、3G的天线也是 经历各种花式的 假装,混迹在闹市 。

天线为何要被 假装起来?这其实便是被不明真相的吃瓜群众误,解认为天线有辐射才被迫采取的措施,事实上天线们为了 晋升大家的网络体验真的很 奋力了 。

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特殊是天线家族的小弟5G天线更是承载着家族殷切的 期冀——更大的传输速率,更广的 遮蔽 。5G天线小弟:小小年纪 承受了生命难以 承受之重 。

01天线家族一家子——5G小弟:我有64个射频单元我能打八个!

这天线一家子的家传绝学便是 能够将基站信号的对应频段以无线电波的 模式发射到你的手机(也便是我们常说的“下载”),或者将从你手机上 接纳到的无线电波,再传输给基站 解决(上传) 。

天线家族 构建之初就向来在干这事儿,不过随着家族实力的壮大天线们也 晋级,于是麾下 能够 主宰的“小天线”——独立收发单元也就更多了 。

作为老大哥的2G天线,普通仅集成进了2个独立“小天线”,被称为2T2R天线(2T2R的意思便是2个独立的收发天线) 。而到了5G,这样的独立小天线就 晋级到了64个 。 比方下图便是中兴 展示的一个天线的“解刨图”,我们看到的一个一个的小方块便是一个独立的收发模块,假如感兴趣数一下就会发现刚好为64块 。

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在小天线的底下便是通过衔接线衔接的远端射频单元(RRU,也是民间 意思上的“万恶之源”) 。因为每个小天线都需求一根 独自的线,所以一想到64个小天线需求与底下的服务器衔接,觉得我们看到的天线应该会变成这样:

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为了不影响“市容”(也不全是),工程师们就将天线与RRU进行了合体,于是AAU(Active Antenna Unit,有源天线单元)就诞生了 。所以跟天线家族打了那么久的天下,在5G小弟上位之时,可怜RRU竟因为颜值被边缘化,而AAU正式成为5G时代的先锋,真是个看脸的世界 。

02朋友,买猫吗?我的意思是——MIMO

前面我们 能够看到,从2G到5G的移动通讯制式 晋级过程中,天线里面集成的独立收发单元是越塞越多 。多些收发单元的 好处 显而易见,然而除了往天线中塞更多的收发单元外,还有个神秘的天线能同时实现多个独立收发通道——“MIMO”天线(“Multiple-Input Multiple-Output”,也便是“多收多发”),MIMO天线线如其名能同时收发多路信号的天线 。

能够多收多发的MIMO天线 能够实现三大 威力——空间分集、空分复用、波束赋形 。看不懂?没关系我们一个一个来看 。

一技能——空间分集,技能 动机:多路通道发送/ 接纳 雷同的数据 。

容易来说,便是针对同一发射端的信号,采纳多副天线 接纳 。要实现这样的 性能,首先要 保障的便是 接纳天线间有 定然的 间隔,这样输出信号的 败落 特点是 彼此独立的,在 接纳到信号之后,再从合并电路从 当选出信号幅度较大、信噪比最佳的一路,得到一个总的 接纳天线输出信号 。

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还是不清楚什么意思?那你 能够这样 了解——有个人向你喊话,但你听不太清,于是你叫上了你兄弟姐妹们一同听, 而后凑一块 探讨都听到了啥,这一 总计这不就听清了吗 。所以分集的重要 目标,便是 遍及数据传输的精确度 。

二技能——空分复用,技能 动机:利用不同空间信道独立传输信息 。

空分复用便是在发射端将数据分割成多份,通过多个不同的天线以 雷同频率发射出去,在 接纳端 接纳到多个数据的混合信号后,利用不同空间信道间独立的 败落 特点, 划分出这些并行的数据流进行整合 。

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这个模式有点像你和你的小 搭档聊天,而你 善于“眼观六路耳听八方”, 因而你的两个小 搭档在同时和你说同一个 事件的不同进度, 天分异禀的你将两边都听清了并且在脑子里一 整顿, 事件 前因 后果都搞清楚了, 费事儿!不过这里有个 制约,那便是首先你得 天分异禀,并且没有更多超出你 威力的“其它声音”来 捣鬼,否则你可能一个都听不清 。

这样一看,空分复用实现的是 雷同的频率资源内猎取更高数据速率,然而抗 烦扰 威力弱 。

三技能——波束赋形,技能 动机: 制订对象集中发射 。

容易来说,波束赋形便是多组收发单元通过调整幅度和相位,让天线 能够打出一个“波束”直接朝着消费者的手机的方位集中能量发射 。为了容易大家 了解,我们看一下对照图:

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传统网络

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精准波束赋形

还是 类似前面的聊天过程,咱也别面对面了,你直接挨个私聊,没有旁边的人 烦扰你 事件也能 转达的很清楚还不用 担心被人偷听,并且对方也能清楚的晓得你想 抒发什么 。

综合来看,空间分集与波束赋形都更 合适 烦扰 比较大的无线环境, 能够 保障数据传输的精确性,而波束赋形不单 本身抗 烦扰 威力强,并且对 四周 其余消费者的传输 烦扰还小 。而空分复用,则 合适无线环境好 烦扰小的场景, 能够实现传输速率的倍增 。

03Massive MIMO——万箭齐发5G时代真大杀器

前面我们提到,在5G天线中集成了64个独立收发单元, 确切十分多,用英文来说的话便是“Massive”,所以Massive MIMO天线就此登场了 。Massive MIMO“钱”(独立收发单元)多任性,于是在空域开发了多条传输 路径,并且在 雷同的频段资源上同时传输不同的数据,使得数据传输速率实现了翻番的增进 。

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前面我们提到了MIMO的三大技能——空间分集、空分复用、波束赋形 。其实这样的技能早在4G时代就已经在 使用了,然而奈何4G不给力,不得不实现一路数据的传输,并且大家需求共享 雷同的传输资源,无论是单消费者还是小区整体的速率,都没啥 晋升 。平时可能没啥觉得,然而在演唱会、各种车站等众多人用手机的时候,各种 弊病就浮现了 。

而在5G时代,Massive MIMO天线因为内置的独立收发单元远超4G(移动为8倍,联通电信的FDD天线比则是16倍),于是将4G 时代的单流波束赋形进阶成为多流(16流)!相当于打向不同区域的波束, 能够独立传输不同的数据,这也是小 题目中提到的“万箭齐发” 动机 。

对照有多显而易见,大家直接看图:

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单流波束赋形(左)与多流波束赋形(右)

Massive MIMO天线靠着多流波束赋形 威力,以及对单消费者最高4流空分复用传输的 威力,同时实现了基站级容量与单消费者速率的 逾越式 晋升 。于是,下次在演唱会或者车站等区域,有5G 遮蔽要比4G稳多啦 。

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另一方面,4G时代的波束赋形不得不实现水平面的聚焦,而5G的Massive MIMO天线, 能够实现波束立体的发射(也被称为3D-MIMO),就像舞台的360度旋转射灯,哪里不亮照哪里:“楼顶上的朋友们你们好吗?!”

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所以之前4G时代需求在屋顶安装各种 假装成空调外机、太阳能热水器等来为高层消费者提供信号 支撑,在5G时代有了Massive MIMO就不需求啦 。

能够说,Massive MIMO天线凭借自己 壮大的同时多路数据传输 威力,成为了5G网络的真·大杀器 。

04最终说一句:

能够看到,天线家族们为了大家冲浪 欢快真的很 奋力了, 不管是为了不被大家 嫌弃带来的层层 假装,为了颜值与“不影响市容”而登场的AAU,还是为了让“人人都能有网上”而在5G时代立功的Massive MIMO,都是竭力在 晋升自己 。我们现在 能够享受到的高速5G网络,其实都是背后通讯工程师们 奋力的 后果 。

天线都这么拼了,你还有什么理由不 奋力?