無(wú)線電波頻譜是如何工作的？

如果你一直在關(guān)注下一代無(wú)線技術(shù)5G的新聞，你可能會(huì)在閱讀中遇到低頻段、中頻段和毫米波這些術(shù)語(yǔ)。但是這些術(shù)語(yǔ)實(shí)際上是什么意思呢？本文很好地概述了5G的工作原理，一起來(lái)看下吧。

1.無(wú)線電波頻譜是如何工作的？

低頻段、中頻段和毫米波都是指電磁波譜的不同部分。這三種物質(zhì)都在無(wú)線電波的范圍內(nèi)，但光譜中還包括光、伽馬射線、x射線、微波等等。在無(wú)線電波的頻譜范圍內(nèi)，東西是相當(dāng)擁擠的。雖然無(wú)線電頻譜越來(lái)越多地用于移動(dòng)設(shè)備，但它也承載廣播電視、業(yè)余無(wú)線電和飛機(jī)通信等。無(wú)線電頻譜范圍從30赫茲到300GHz， 1 GHz等于10億赫茲。這是一個(gè)相當(dāng)大的范圍，所以在這個(gè)范圍的遠(yuǎn)端頻譜的作用非常不同是有道理的。低頻段的頻譜比高頻段的頻譜具有更長(zhǎng)的波長(zhǎng)，這使得它更健壯，并以犧牲帶寬為代價(jià)傳播更長(zhǎng)的距離。波在中頻頻段中變得越來(lái)越短，獲得了帶寬，但失去了傳輸距離。最終，它們達(dá)到毫米波。

2.毫米波的重要性

毫米波在題目中提到了它的波長(zhǎng)很小，從10毫米到1毫米不等。這是一個(gè)非常有效的頻帶，帶寬很大，但它對(duì)外界的變量也非常敏感，無(wú)論是墻壁，樹木，甚至只是雨水。然而，低頻帶天線適用于覆蓋數(shù)英里的區(qū)域，無(wú)論是大面積的城市、居民區(qū)，還是大面積的農(nóng)村地區(qū)，毫米波 更適用于小規(guī)模的、有針對(duì)性的部署，如在棒球場(chǎng)內(nèi)，或在特定區(qū)域進(jìn)行固定無(wú)線。固定無(wú)線技術(shù)，或者用無(wú)線技術(shù)取代有線互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)際上是大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商嘗試5G技術(shù)的首批應(yīng)用案例之一。你可以在美國(guó)的運(yùn)營(yíng)商那里找到5G技術(shù)，包括美國(guó)電話電報(bào)公司、Verizon和T- mobile。

除了更大的帶寬外，對(duì)于電信公司和消費(fèi)者來(lái)說，毫米波最令人興奮的地方之一是提供更大的頻譜通道，這也有助于提供顯著的速度優(yōu)勢(shì)。你可以這樣想：與其讓你的工廠和客戶之間有好幾條不同的狹窄的道路來(lái)來(lái)回回，不如建一條高速公路，這樣不是更有效率嗎？這是毫米波的前景，因?yàn)樗且环N相對(duì)未開發(fā)的資源。直到5G技術(shù)問世之前，業(yè)內(nèi)許多人都對(duì)這種挑剔的頻譜能否以任何有效的方式投入商業(yè)使用持懷疑態(tài)度。然而，通過使用波束形成（一種聚焦光譜并將其直接射向接收方的方法）等技術(shù)，5G技術(shù)的工程師和科學(xué)家使之成為可能。而且由于有大量的信息技術(shù)可以使用，電信公司可以占用大量連續(xù)的毫米波頻譜來(lái)創(chuàng)建他們的數(shù)據(jù)高速公路。

3.現(xiàn)實(shí)世界的期望

那么這一切意味著什么呢？簡(jiǎn)而言之，利用毫米波是導(dǎo)致第五代無(wú)線技術(shù)的最大突破之一，它允許一些極快的、千兆比特的速度，但這還只是初期階段。如果你足夠幸運(yùn)，在未來(lái)一年左右的時(shí)間里使用毫米波，很有可能你會(huì)在手機(jī)上斷斷續(xù)續(xù)地使用它，它可能會(huì)在你工作的時(shí)候耗盡你的電池。至于中頻段和低頻段的5G，改進(jìn)將更加漸進(jìn)。這種新的無(wú)線技術(shù)在現(xiàn)有頻段上比4G LTE更有效，但效率不是很高。5G也是專門為4G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的，目的是提升而不是取代4G速度。最終，就像任何一種無(wú)線技術(shù)一樣，隨著運(yùn)營(yíng)商逐步升級(jí)設(shè)備，使網(wǎng)絡(luò)具有更穩(wěn)定的高速，它將占據(jù)主導(dǎo)地位。

最終，頻譜和對(duì)更多信息的需求是5G發(fā)展背后的主要力量。5G技術(shù)的早期階段可能是坎坷不平的（每一種無(wú)線技術(shù)都有過尷尬的青春期），但這些創(chuàng)新帶來(lái)的機(jī)遇是巨大的。隨著毫米波的出現(xiàn)以及中頻段和低頻段頻譜的改進(jìn)，未來(lái)無(wú)線數(shù)據(jù)的應(yīng)用將比以往任何時(shí)候都更加集中。
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