深度解析5G背後的專利技術和通信原理

　　2018年11月29日，中國首個跨省5G視頻通話在上海、蘇州、杭州、合肥四城實現互聯。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201812/396087.htm

　　「G」代表「generation」，5G網絡即是第五代移動通信網絡。簡單來說，1G時我們用手機打電話，2G時我們能互發簡訊、看文字信息，3G時上網看圖片，而4G時我們看視頻和直播，從1G到4G，不僅信號越來越好，安全性越來越高，上網也越來越快了。

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

　　2.延時也有了質的飛躍，理論延時1ms，是4G延時的幾十分之一，喜歡玩遊戲的網友們有福了。

　　3.支持更多的設備的同時上網，可以連接的物聯網終端數量理論值將達到百萬級別，是4G的十倍以上，在人潮擁擠的車站和大型活動現場，也不用擔心人太多上不了網。

　　第一代移動通信技術時代，也就是1G時代，我們還在用大哥大，那時候還談不上上網，也沒有簡訊，拿起電話就是打。

　　來到2G時代，那是我們的直板機時代，中國移動是霸主。簡訊成為交流的「時髦」方式，一條簡訊一毛錢在那個時代也算不上便宜，得省著點用。手機的上網功能也有了，但是30m/月的標配流量讓我們加載個圖片都膽戰心驚，也就看看小說比較讓人安心。

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

　　當下的4G時代，是視頻的時代，無論是隨時隨地煲劇還是刷抖音，都無比暢快。網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一步得以凸顯，4G時代讓中國移動再次引領潮流。

　　每一次移動通信技術的迭代，都顛覆了我們的生活，新的設備被開發出來，人們有了看世界的新方式，以及新的生活方式。

　　說到5G，我們首先會關心哪部手機設備率先支持，哪家運營商率先支持，但是其實還有一個東西，如果它不行，前面兩方面都行不了，那就是在背後默默提供支持的——基站。

　　基站就是我們通過手機連接到運營商網絡的設備，連接到運營商的網絡之後，我們才能實現打電話、發簡訊和上網。

　　基站：即公用移動通信基站是無線電臺站的一種形式，是指在一定的無線電覆蓋區中，通過移動通信交換中心，與行動電話終端之間進行信息傳遞的無線電收發信電臺。

　　基站的覆蓋範圍通常是以基站為圓心的一個圓，這個圓覆蓋到地方，手機才會有信號，離基站越近，信號就越好，上網速度就越快，通話就越清楚，反之就是我們日常所說的信號不好。

　　但是這裡有一個問題，那就是通常在一個基站覆蓋的圓裡，手機分布是不均勻的，手機扎堆的後果就是大家都變得信號不好了，而那些沒人的地方卻信號很好。為了解決這個問題，在5G時代，人們做了很多的技術創新。

　　Massive-MIMO大容量多入多出技術

　　目前我們的運營商基站上的天線，是長這樣的：

　　

　　你是不是跟賽貝小編一樣，有時候在路上也會偶遇它們，但是卻不知道它們是啥?這些天線，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(每個基站的三個天線覆蓋一個圓)，被「照射」到的區域就有信號。

　　因為「照射的光線」是均勻的，但是區域內的設備的分布並不均勻，就會造成我們上面所說的浪費，所以我們發明了「多入多出」技術。

　　通過PatentCloud檢索相關專利信息，我們可以找到下面這個華為的專利。

　　

　　

　　目前主流的是「4T(Transit)4R(Receive)」，也就是在一個天線上，我們用4個「聚光燈」發送和接收數據。在5G時代，這一技術將推進到「8T8R」，而我國的華為目前已經可以做到「64T64R」，領跑業界。

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　　上下行解耦技術

　　5G應用的主流頻譜是3GHz-6GHz，這個波段也被業界稱為黃金波段。

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

　　簡單來說，就是你家買了個超厲害的路由器，它的速度非常快，但是你稍微離它遠點就沒信號，而且壓根不穿牆，那可真是鬧心。

　　當然啦，工程師可能會跟你說：「解決方法也不是沒有，為了享受極速網上衝浪的快感，你可以多買幾個，家裡每個角落放一個……」你一錘子把科學家錘暈：「你腦殼裡是漿糊嗎?家裡又不是有礦!」

　　這時候，華為提出了「上下行解耦」的解決方案。這個方案可以簡單理解為「下載用5G，上傳用4G」。下載的時候基站通過加大功率，增強5G頻段的傳輸距離和穿牆能力，上傳的時候就用4G頻段，畢竟在實際的使用中，下載用的流量可比上傳多多了。

　　我們同樣可以通過PatentCloud檢索到相關專利信息。

　　

　　正是因為有上面這樣的基站相關技術的突破，5G才能順利落地。

　　在我們沉迷4G網絡無法自拔的時候，5G已經悄悄到來了。工信部完成了5G的組網測試，準備發布5G的頻譜牌照。國內的移動、聯通、電信三大運營商，也是悄咪咪在北京、杭州、深圳這三個城市建造了不少的5G實驗站點。

　　5G時代哪家運營商跑得快?中國移動不願意重蹈3G時代被聯通搶跑的覆轍，早早就做好了備戰準備。最新數據顯示，截至今年10月底，中國移動已圍繞5G技術提交發明專利申請近1000件，是目前全球運營商中的領跑選手。

　　中國移動本身就是個專利大戶，今年來更是不斷加大國內外專利布局的力度。目前已累計提交國內專利申請16000餘件、國際專利申請500件，獲得國內發明專利授權5260餘件、國際專利授權220餘件。手握這麼多專利，中國移動在5G時代繼續領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商用晶片將早於預期時間投產，這意味著蘋果iPhone以及其他智慧型手機有望提前在新設備上測試晶片。很有可能明年九月iPhone發布新機的時候5G就成為新的亮點了。

　　每一次移動通信網絡的進步，都帶動我們的生活發生翻天覆地的變化，希望以上這些內容，能夠幫你進一步了解即將到來的5G時代。