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看得见的通信未来究竟在何方?

2019-03-30 08:45
Ai芯天下
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通信在人与人之间的信息交换扮演了重要的角色,从技术层面来讲,甚至是植物之间也存在相互交流(相互通信),而真正使我们人类与众不同的是,通信方式发展和变革的速度相当惊人。通信技术的发展,使人与人之间的交流变得愈加方便、快捷和频繁。现在我们身处这样一个时代节点,很多人需要时刻保持“在线“状态,哪怕暂时失去和外界的联系都容易引起恐慌。通信是解决传输的问题,移动通信则是在通信的基础上叠加了更自由的通信,移动通信的终极目标是无论何时何地,都可以按照个人需求与任何人任何物之间通信。未来更自由的通信将释放双手,同时,没有来自屏幕和电池等硬件的束缚。不过在通往真正自由通信道路上,有一点我们不能忘记,就是无论身处何地,都可以自由的通信。

AI 芯天下丨看得见的通信未来究竟在何方?

5G让移动网络超越手机

无论如何升级,1G到4G的设计出发点就是为手机而服务的。之前四代的移动网络技术并没有认真考虑其他设备连接这个移动网络的可能性。换句说话因为这些移动网络的目标客户一直是消费者手中手机,也导致这个连接成本始终都不低。

这一次的5G在目标客户群体上就彻底不同于之前,它的野心很大:5G要真正解决连接成本的问题,把移动网络的服务目标从人们手中的手机扩展到一切对网络连接有需求的设备。5G不只是为手机服务是对5G革命有更深入理解的最重要一步。为了达成这个目标,5G将提供高连接密度网络,并且细分网络的类型,从两大方面降低设备的连接成本。

5G的到来,预示着又一个新的通信时代的到来。相信处于4G时代的我们不在为视频加载不出来而心烦意乱,能随时随地体验极速网络所带来的畅快体验,然而5G的到来将把我们带去更加神奇的信息世界,其中便包括了虚拟现实领域等高端领域,相信未来我们的信息生活将发生很大的变化。

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电池技术发展滞后于5G速度

不过要5G技术真正来到我们身边,还有很多困难需要解决,10倍于4G的数据传输,对网络的覆盖、终端设备的能力,都提出了挑战。

然而随着流量十倍甚至百倍的增加,终端的功耗也在成倍增长,但电池技术近年来的发展却并没有突飞猛进。按照目前的发展趋势,电池厂商可以让电池容量保持大约每年5%的增长。想要在功耗成倍增加的情况下,保持电池体积不变,又保证设备的续航,是对所有5G时代的移动终端的一个挑战。如果使用5G技术的代价是手机变得更大更重,那么很多人可能会重新考虑拥有它的必要性。

当前的很多网络设备,为了保证信号在移动过程中不中断,需要不停在各个地方测试信号以决定该连到哪。但在将来,智能设备可以根据我们身处的环境,更智能化的设计整个通信协议和过程,而这些优化能让传输更多的前提下,实际耗电量却不会增加。

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天线和无线基站的难点凸显

过去二十年,我们见证了移动通信从1G到4G LTE的转变。在这期间,通信的关键技术在发生变化,处理的信息量成倍增长。而天线,是实现这一跨越式提升不可或缺的组件。

现在,下一代通信技术——5G已经进入了标准制定阶段的尾声,各大运营商也正在积极地部署5G设备。毋庸置疑,5G将给用户带来全新的体验,它拥有比4G快十倍的传输速率,对天线系统提出了新的要求。在5G通信中,实现高速率的关键是毫米波以及波束成形技术,但传统的天线显然无法满足这一需求。

未来变化趋势是从无源天线到有源天线系统。这就意味着天线可能会实现智能化、小型化(共设计)、定制化。因为未来的网络会变得越来越细,我们需要根据周围的场景来进行定制化的设计,例如在城市区域内布站会更加精细,而不是简单的覆盖。5G通信将会应用高频段,障碍物会对通信产生很大的影响,定制化的天线可以提供更好的网络质量。

未来天线必须要和系统一起设计而不是单独设计,甚至可以说天线将会成为5G的一个瓶颈,如果不突破这一瓶颈,系统上的信号处理都无法实现,所以天线已经成为5G移动通信系统的关键技术。天线不只是一个辐射器,它有滤波特性、放大作用、抑制干扰信号,它不需要能量来实现增益,因此天线不仅仅是一个器件。

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