深度解析5G背后的專(zhuān)利技術(shù)和通信原理

　　2018年11月29日，中國首個(gè)跨省5G視頻通話(huà)在上海、蘇州、杭州、合肥四城實(shí)現互聯(lián)。

　　“G”代表“generation”，5G網(wǎng)絡(luò )即是第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，1G時(shí)我們用手機打電話(huà)，2G時(shí)我們能互發(fā)短信、看文字信息，3G時(shí)上網(wǎng)看圖片，而4G時(shí)我們看視頻和直播，從1G到4G，不僅信號越來(lái)越好，安全性越來(lái)越高，上網(wǎng)也越來(lái)越快了。

　　1.下載速度是當前4G上網(wǎng)速率的10倍，將達到10GB/秒，高清不是夢(mèng)。

　　2.延時(shí)也有了質(zhì)的飛躍，理論延時(shí)1ms，是4G延時(shí)的幾十分之一，喜歡玩游戲的網(wǎng)友們有福了。

　　3.支持更多的設備的同時(shí)上網(wǎng)，可以連接的物聯(lián)網(wǎng)終端數量理論值將達到百萬(wàn)級別，是4G的十倍以上，在人潮擁擠的車(chē)站和大型活動(dòng)現場(chǎng)，也不用擔心人太多上不了網(wǎng)。

　　第一代移動(dòng)通信技術(shù)時(shí)代，也就是1G時(shí)代，我們還在用大哥大，那時(shí)候還談不上上網(wǎng)，也沒(méi)有短信，拿起電話(huà)就是打。

　　來(lái)到2G時(shí)代，那是我們的直板機時(shí)代，中國移動(dòng)是霸主。短信成為交流的“時(shí)髦”方式，一條短信一毛錢(qián)在那個(gè)時(shí)代也算不上便宜，得省著(zhù)點(diǎn)用。手機的上網(wǎng)功能也有了，但是30m/月的標配流量讓我們加載個(gè)圖片都膽戰心驚，也就看看小說(shuō)比較讓人安心。

　　3G時(shí)代的崛起，伴隨著(zhù)智能機的出現，大屏幕給了我們觀(guān)賞高清大圖的機會(huì )，也讓攝像成了手機配置中不可忽視的一部分，這是圖片的時(shí)代。中國聯(lián)通抓住了這次機會(huì )，成功上位。但是來(lái)得快，去得也快，很快我們迎來(lái)了4G。

　　當下的4G時(shí)代，是視頻的時(shí)代，無(wú)論是隨時(shí)隨地煲劇還是刷抖音，都無(wú)比暢快。網(wǎng)速的提升讓手機在我們手上黏得更牢了，也讓手機在生活中的重要性進(jìn)一步得以凸顯，4G時(shí)代讓中國移動(dòng)再次引領(lǐng)潮流。

　　每一次移動(dòng)通信技術(shù)的迭代，都顛覆了我們的生活，新的設備被開(kāi)發(fā)出來(lái)，人們有了看世界的新方式，以及新的生活方式。

　　說(shuō)到5G，我們首先會(huì )關(guān)心哪部手機設備率先支持，哪家運營(yíng)商率先支持，但是其實(shí)還有一個(gè)東西，如果它不行，前面兩方面都行不了，那就是在背后默默提供支持的——基站。

　　基站就是我們通過(guò)手機連接到運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )的設備，連接到運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )之后，我們才能實(shí)現打電話(huà)、發(fā)短信和上網(wǎng)。

　　基站：即公用移動(dòng)通信基站是無(wú)線(xiàn)電臺站的一種形式，是指在一定的無(wú)線(xiàn)電覆蓋區中，通過(guò)移動(dòng)通信交換中心，與移動(dòng)電話(huà)終端之間進(jìn)行信息傳遞的無(wú)線(xiàn)電收發(fā)信電臺。

　　基站的覆蓋范圍通常是以基站為圓心的一個(gè)圓，這個(gè)圓覆蓋到地方，手機才會(huì )有信號，離基站越近，信號就越好，上網(wǎng)速度就越快，通話(huà)就越清楚，反之就是我們日常所說(shuō)的信號不好。

　　但是這里有一個(gè)問(wèn)題，那就是通常在一個(gè)基站覆蓋的圓里，手機分布是不均勻的，手機扎堆的后果就是大家都變得信號不好了，而那些沒(méi)人的地方卻信號很好。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在5G時(shí)代，人們做了很多的技術(shù)創(chuàng )新。

　　Massive-MIMO大容量多入多出技術(shù)

　　目前我們的運營(yíng)商基站上的天線(xiàn)，是長(cháng)這樣的：

　　你是不是跟賽貝小編一樣，有時(shí)候在路上也會(huì )偶遇它們，但是卻不知道它們是啥?這些天線(xiàn)，我們可以理解成他們是像探照燈一樣的東西，射出去的光覆蓋120度角的扇面(每個(gè)基站的三個(gè)天線(xiàn)覆蓋一個(gè)圓)，被“照射”到的區域就有信號。

　　因為“照射的光線(xiàn)”是均勻的，但是區域內的設備的分布并不均勻，就會(huì )造成我們上面所說(shuō)的浪費，所以我們發(fā)明了“多入多出”技術(shù)。

　　通過(guò)PatentCloud檢索相關(guān)專(zhuān)利信息，我們可以找到下面這個(gè)華為的專(zhuān)利。

　　目前主流的是“4T(Transit)4R(Receive)”，也就是在一個(gè)天線(xiàn)上，我們用4個(gè)“聚光燈”發(fā)送和接收數據。在5G時(shí)代，這一技術(shù)將推進(jìn)到“8T8R”，而我國的華為目前已經(jīng)可以做到“64T64R”，領(lǐng)跑業(yè)界。

　　上下行解耦技術(shù)

　　5G應用的主流頻譜是3GHz-6GHz，這個(gè)波段也被業(yè)界稱(chēng)為黃金波段。

　　為什么是黃金波段呢?因為這個(gè)波段頻率很高，頻率高傳遞的信息量就大，然而頻率高也有缺點(diǎn)，頻率越高，意味著(zhù)傳遞距離就越短，還容易被阻擋，衰減的非常厲害。

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是你家買(mǎi)了個(gè)超厲害的路由器，它的速度非?？?，但是你稍微離它遠點(diǎn)就沒(méi)信號，而且壓根不穿墻，那可真是鬧心。

　　當然啦，工程師可能會(huì )跟你說(shuō)：“解決方法也不是沒(méi)有，為了享受極速網(wǎng)上沖浪的快感，你可以多買(mǎi)幾個(gè)，家里每個(gè)角落放一個(gè)……”你一錘子把科學(xué)家錘暈：“你腦殼里是漿糊嗎?家里又不是有礦!”

　　這時(shí)候，華為提出了“上下行解耦”的解決方案。這個(gè)方案可以簡(jiǎn)單理解為“下載用5G，上傳用4G”。下載的時(shí)候基站通過(guò)加大功率，增強5G頻段的傳輸距離和穿墻能力，上傳的時(shí)候就用4G頻段，畢竟在實(shí)際的使用中，下載用的流量可比上傳多多了。

　　我們同樣可以通過(guò)PatentCloud檢索到相關(guān)專(zhuān)利信息。

　　正是因為有上面這樣的基站相關(guān)技術(shù)的突破，5G才能順利落地。

　　在我們沉迷4G網(wǎng)絡(luò )無(wú)法自拔的時(shí)候，5G已經(jīng)悄悄到來(lái)了。工信部完成了5G的組網(wǎng)測試，準備發(fā)布5G的頻譜牌照。國內的移動(dòng)、聯(lián)通、電信三大運營(yíng)商，也是悄咪咪在北京、杭州、深圳這三個(gè)城市建造了不少的5G實(shí)驗站點(diǎn)。

　　5G時(shí)代哪家運營(yíng)商跑得快?中國移動(dòng)不愿意重蹈3G時(shí)代被聯(lián)通搶跑的覆轍，早早就做好了備戰準備。最新數據顯示，截至今年10月底，中國移動(dòng)已圍繞5G技術(shù)提交發(fā)明專(zhuān)利申請近1000件，是目前全球運營(yíng)商中的領(lǐng)跑選手。

　　中國移動(dòng)本身就是個(gè)專(zhuān)利大戶(hù)，今年來(lái)更是不斷加大國內外專(zhuān)利布局的力度。目前已累計提交國內專(zhuān)利申請16000余件、國際專(zhuān)利申請500件，獲得國內發(fā)明專(zhuān)利授權5260余件、國際專(zhuān)利授權220余件。手握這么多專(zhuān)利，中國移動(dòng)在5G時(shí)代繼續領(lǐng)跑的可能性自然很高。

　　設備方面，英特爾近期表示旗下第一款5G商用芯片將早于預期時(shí)間投產(chǎn)，這意味著(zhù)蘋(píng)果iPhone以及其他智能手機有望提前在新設備上測試芯片。很有可能明年九月iPhone發(fā)布新機的時(shí)候5G就成為新的亮點(diǎn)了。

　　每一次移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的進(jìn)步，都帶動(dòng)我們的生活發(fā)生翻天覆地的變化，希望以上這些內容，能夠幫你進(jìn)一步了解即將到來(lái)的5G時(shí)代。