今年將會(huì)是5G商用的元年，這也意味著從今年下半年開(kāi)始，消費(fèi)者就能夠從市面上陸續(xù)看到支持5G網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)了，相比4G網(wǎng)絡(luò)，5G在速度方面有了質(zhì)的飛躍，數(shù)據(jù)傳輸速度甚至能夠?qū)崿F(xiàn)百倍的提升。在了解了5G手機(jī)的優(yōu)勢(shì)之后，你是否知道在5G時(shí)代，你的手機(jī)是怎么上網(wǎng)的呢？今天我們就來(lái)一起了解下5G上網(wǎng)的那些事兒。

　　發(fā)現(xiàn)5G的高速通道

　　無(wú)論是4G還是5G時(shí)代，平時(shí)我們上網(wǎng)時(shí)都是將服務(wù)器的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)基站的天線轉(zhuǎn)換為電磁波進(jìn)行發(fā)送，當(dāng)我們的手機(jī)收到這些數(shù)據(jù)信號(hào)后，會(huì)通過(guò)手機(jī)內(nèi)置的調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而將信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，再經(jīng)過(guò)手機(jī)內(nèi)部的CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而將網(wǎng)上的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為圖片、視頻等信息在手機(jī)上瀏覽。

　　而5G的速度之所以比4G有了質(zhì)的變化，原因就在于基站發(fā)送電磁波到你手機(jī)收到信號(hào)的這段過(guò)程進(jìn)行了改變，采用了與以往不同的技術(shù)。

　　數(shù)據(jù)的傳輸需要依靠頻譜，但是隨著數(shù)代通信技術(shù)的更，30Ghz以下的頻譜資源基本上已經(jīng)被運(yùn)營(yíng)商、廣播、電視等機(jī)構(gòu)所占用，已經(jīng)沒(méi)有足夠的頻譜分配給5G網(wǎng)絡(luò)使用。目前的頻譜資源就好比早高峰的道路，基本處于飽和狀態(tài)，5G網(wǎng)絡(luò)要想順利的使用，就需要開(kāi)辟新的道路。

　　毫米波就是5G網(wǎng)絡(luò)選擇的新道路，在此前的30年時(shí)間中，毫米波一直未曾被通信領(lǐng)域采用，也正是因此，毫米波頻段擁有廣闊的帶寬資源，成為5G網(wǎng)絡(luò)的高速公路。此前我們接觸到的2G網(wǎng)絡(luò)，帶寬只有200kHz，而到了3G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，帶寬達(dá)到了5MHz，在4G時(shí)代，帶寬達(dá)到了20MHz，5G時(shí)代則高達(dá)1GHz以上。

　　之所以毫米波一直未曾使用，一方面是因?yàn)榇饲跋M(fèi)者對(duì)于帶寬的需求并不高，現(xiàn)有資源就已經(jīng)能夠滿足；另一方面就是毫米波的成本要比現(xiàn)有的頻譜資源更高，需要大量的資金投入；最后就是技術(shù)不夠成熟，難以被廣泛的應(yīng)用。

　　在過(guò)去的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，毫米波都是被航空航天、雷達(dá)、遙感等領(lǐng)域所使用，沒(méi)有被用于民用的通信領(lǐng)域。5GNR（新空口）就是第一代使用毫米波天線的無(wú)線通信系統(tǒng)，能夠充分的利用毫米波海量的帶寬，實(shí)現(xiàn)更快的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。

　　利用毫米波的優(yōu)勢(shì)

　　通常電波的頻率越高，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣仍娇?，單位時(shí)間內(nèi)的傳輸信息就更多，帶給用戶的直接感受就是網(wǎng)速的提升。毫米波屬于極高頻的頻段，速度快將會(huì)是普通用戶對(duì)于5G最直觀的的感受。此外，由于毫米波頻段基本沒(méi)有什么干擾源，因此毫米波信道也會(huì)非常穩(wěn)定，基本與有線光線的傳輸質(zhì)量相媲美。

　　此外，毫米波的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是波束窄，所謂波束，可以簡(jiǎn)單的理解為無(wú)線信號(hào)的傳輸方向，波束更窄，也意味著信號(hào)的傳輸方向能夠聚焦，能夠降低功耗，減少資源的浪費(fèi)。

　　針對(duì)毫米波波束窄的特性，5G時(shí)代就需要使用新的信號(hào)發(fā)射技術(shù)。目前的的基站是全向發(fā)射，能夠?qū)⑿盘?hào)大范圍的發(fā)送到覆蓋的全部角落。就好像是屋里的燈光一樣，打開(kāi)燈，整間屋子都是亮的。

　　這樣雖然能夠保證大范圍的信號(hào)覆蓋，但是卻有耗能大，資源浪費(fèi)的問(wèn)題，因?yàn)椴⒉皇撬蟹秶夹枰盘?hào)的覆蓋。因此，在5G時(shí)代，信號(hào)天線使用的是波束成形的技術(shù)，將毫米波聚攏到一起，形成一個(gè)定向的波束，就像是激光筆，指向性更強(qiáng)。

　　與波束成形配合的還有波束導(dǎo)向技術(shù)及波束追蹤技術(shù)，信號(hào)發(fā)出的波束能夠跟隨用戶的移動(dòng)作出相應(yīng)的方向調(diào)整，當(dāng)信號(hào)被遮擋后，能夠自動(dòng)的切換其他信號(hào)基站發(fā)送的波束，保證手機(jī)信號(hào)的穩(wěn)定。以往在信號(hào)覆蓋差的區(qū)域，我們經(jīng)常調(diào)侃的“移動(dòng)移不動(dòng)、聯(lián)通聯(lián)不通”的情況將不復(fù)存在。

▲圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

　　因?yàn)楹撩撞ǖ念l率高、波長(zhǎng)短，因此能夠?qū)⑻炀€尺寸做的很小，因此未來(lái)一個(gè)路燈或者是一個(gè)廣告牌等，都可以加入信號(hào)基站。而以往，我們經(jīng)常會(huì)看到由于部分民眾對(duì)通信基站會(huì)造成輻射危害而與運(yùn)營(yíng)商起沖突的新聞。而在5G時(shí)代，由于可以更方便地部署基站，這一狀況也會(huì)得到很大程度的改善。

▲圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

　　此外，室內(nèi)也可以部署5G基站，在商場(chǎng)、體育場(chǎng)等人流量高的地方，部署5G基站就可以保證通信的正常?？偟膩?lái)說(shuō)，5G基站的部署相比以往更方便、更靈活，如此一來(lái)5G的信號(hào)覆蓋非但不會(huì)比4G差，甚至?xí)鼊僖换I。

　　至于一些普通用戶擔(dān)心的信號(hào)輻射問(wèn)題，也完全不用擔(dān)心，一方面小基站與現(xiàn)在的大型基站相比本身能耗就降低了非常多。此外，毫米波屬于非電離輻射范疇，以目前的科學(xué)認(rèn)知來(lái)看，并非發(fā)現(xiàn)對(duì)身體的不良影響，因此反而更加安全。

　　從基站端，通過(guò)密集的天線陣列，能夠?qū)崿F(xiàn)多根天線的發(fā)送，那么到了設(shè)備端，又該怎么接受這些信號(hào)呢？這就需要解決接收端的問(wèn)題，那就是大規(guī)模的MIMO（多進(jìn)多出），能夠?qū)崿F(xiàn)多根天線的發(fā)送與接收。目前手機(jī)可實(shí)現(xiàn)2天線、4天線甚至8天線的MIMO，但是到了5G時(shí)代，則升級(jí)到了64/128以及256個(gè)，不但設(shè)計(jì)水平方向，垂直方向也能夠接受，形成了全空間的覆蓋。

　　讓毫米波成為“現(xiàn)實(shí)”

　　前面講了很多毫米波的優(yōu)勢(shì)，但是我們?cè)撊绾螌⒑撩撞ǖ募夹g(shù)運(yùn)用到日常生活當(dāng)中呢？這就需要依靠產(chǎn)業(yè)上游廠商針對(duì)毫米波進(jìn)行技術(shù)的研發(fā)投入，目前來(lái)看，高通無(wú)疑是走在行業(yè)前端的，原因在于高通目前不僅有5G的調(diào)制解調(diào)器，同時(shí)也推出了毫米波天線模組。

　　實(shí)際上，早在2016年，高通就率先推出了首款支持28GHz毫米波的調(diào)制解調(diào)器芯片驍龍X50，目前這也是首批5G手機(jī)所采用的5G芯片之一。驍龍X50的出現(xiàn)讓用戶能夠在今年5G商用之后即可買到支持5G網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)。

　　在2018年，高通推出了毫米波天線模塊QTM052，它的尺寸非常小，這樣就可以將信號(hào)發(fā)射端的天線輕易組建成一個(gè)天線陣列。此外，高通QTM052 毫米波天線模塊因?yàn)轶w積小巧，也能夠放置在手機(jī)中，通過(guò)2X2 MIMO技術(shù)，實(shí)現(xiàn)雙向發(fā)送與接收，提升手機(jī)的信號(hào)強(qiáng)度。

　　而在今年的MWC19期間，高通推出了第二代的5G移動(dòng)終端解決方案，包含了全新的QTM525 5G毫米波天線模組以及高通驍龍X55 5G調(diào)制解調(diào)器。新的方案除了加強(qiáng)天線性能外，還增加了對(duì)更多頻段的支持，意味著對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)的支持更全面。

　　第二代的QTM525 5G毫米波天線模組支持26GHz、28GHz、39GHz毫米波頻段，也是目前主流國(guó)家的5G毫米波頻段，因此未來(lái)采用QTM525 5G毫米波天線模組的手機(jī)也能夠像現(xiàn)在的全網(wǎng)通手機(jī)一樣，無(wú)論身在何地，都能夠順利的接入網(wǎng)絡(luò)。

　　而且，QTM525 5G毫米波天線模組體積進(jìn)一步的減小，甚至能夠放入厚度不足8mm的手機(jī)當(dāng)中，讓5G手機(jī)在設(shè)計(jì)上有更大的優(yōu)化空間。

　　總結(jié)

　　對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，大家最關(guān)心的還是網(wǎng)絡(luò)覆蓋的問(wèn)題。在5G發(fā)展初期，5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到的地方，是不是就不能上網(wǎng)了呢？顯然，大家多慮了。對(duì)此，高通已經(jīng)有了一整套的解決方案，實(shí)現(xiàn)了2/3/4/5G網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫銜接，即便是在5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期，也不用擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題。

　　更低的延遲、更高的速度、更穩(wěn)定的連接，這就是5G。在2018年1月，高通推出了5G領(lǐng)航計(jì)劃，目前已經(jīng)有超過(guò)20家運(yùn)營(yíng)商和終端廠商參與，并且已經(jīng)有超過(guò)30款的5G手機(jī)正在研發(fā)當(dāng)中，依托于高通的5G解決方案，5G時(shí)代將會(huì)在今年順利到來(lái)，而采用第二代5G方案的設(shè)備最快也將會(huì)在今年年底前亮相。未來(lái)，已來(lái)，也值得大家期待。