5G引发的天线革命

5G引发的天线革命

5G通信一大特征就是应用了MIMO和波束赋形。MIMO指通过多路传输来提高数据传输效率，通过BBU基站发给多个天线，手机再整合接受到的数据。波束赋形利用叠加原理，用多种天线进行干涉，将原本扩散后的信号经过收拢后再发送出去，便于信号传的更远。

5G想把MIMO和波束赋形融合起来，但是这两者之间存在矛盾。对于MIMO系统，天线间的叠加效应会造成干扰，需要减小天线的距离，但是天线间的干涉是波束赋形的基础。
电磁波的三大参数：波速、波长（波长越短音调越高）、振幅。为解决两者之间的矛盾性，5G采用了毫米波技术。毫米波指波长在1-10mm的电磁波，对应的频率在30-300Ghz之间。我们知道天线长度和载波波长成正比，例如对称振子天线的长度是波长的1/2。波长变小意味着天线长度变小，天线长度变小就可在相同的区域内放置多个天线。4G使用的是分米波，现在使用的毫米波，波长变为原来的1/10，振子长度缩小了1/10。简单来说，之前只能放下一个天线的地方现在可以放下100个天线。

阵列的出现为解决MIMO和波束赋形的矛盾创造了条件。步骤如下:
1、准备一块天线阵列，要这块阵列中的天线执行波束赋形。
2、相同的天线阵列进行波束赋形，实现MIMO传输。
3、将这两块天线错开放置，降低空间相关性避免干扰这样，波束赋形和MIMO就能和平共处。看起来解决方式是不是很简单？
但是我们不要忘记这些都是建立在毫米波天线微型化基础上。理论上这是可行的，但实际上我们会遇到不少问题。毫米波虽然优势明显，但是5G牌照中却看不出毫米波的身影。归根结底就是钱的事情，成本高。
1、天线微型化加工困难，对5MM的天线进行加工，无异于在大米上雕刻。
2、毫米波覆盖范围小毫米波覆盖范围比传统基站小的多，只能采取增加基站密度的方式来进行填补，也就是现在所说的5G的微基站部署模式。
3、微基站部署成本高但是建立大量的基站会产生大量的费用。我们可以通过提高基站的发射效率来增加信号覆盖，但是这种方式会导致电费上升。
要知道电信运营商最大的成本不是人员不是设备，而是电费。所以中国电网是最后的赢家。
本文内容转载自bilibili一UP主的视频，我觉得讲得通俗易懂便发在博客上，视频链接为https://www.bilibili.com/video/BV1s7411q7Q5