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5G网络是怎样工作的

2019年09月20日 15:29 次阅读

使用5G,移动设备将能够在不到千分之一秒的时间内发送和接收信息,并立即显示给用户。第五代蜂窝技术5G是无线设备速度的再一次飞跃。此速度包括移动用户可以将数据下载到其设备的速率以及他们在发送和接收信息之间经历的延迟或延迟。5G在提供比当前4G网络快10到100倍的数据速率。用户应该期望下载速度大约为每秒千兆位(Gb / s),远远高于4G的每秒数十兆位(Mb / s)速度。

5G网络是怎样工作的

纽约哥伦比亚大学电气工程副教授Harish Krishnaswamy说:“这很重要,因为它将使今天无法实现的新应用成为可能。”“仅举例来说,以每秒千兆位的数据速率,您可以在几秒钟内将电影下载到您的手机或平板电脑。这些类型的数据速率可以实现虚拟现实应用或自动驾驶汽车。”

除了要求高数据速率之外,与增强现实或自动驾驶汽车等用户环境相互作用的新兴技术也需要极低的延迟。因此,5G的目标是实现低于1毫秒标记的延迟。移动设备将能够在不到千分之一秒的时间内发送和接收信息,并立即显示给用户。为了实现这些速度,5G的推出需要新技术和基础设施。

新网络

自从最早的移动电话以来,无线网络已经在相同的电磁频谱的无线电频带上运行。但随着越来越多的用户挤占网络并需要比以往更多的数据,这些无线电波高速公路变得越来越拥挤。为了补偿,蜂窝提供商希望扩展到更高频率的毫米波。

毫米波使用30至300千兆赫的频率,比目前用于4G和WiFi网络的无线电波高10到100倍。它们被称为毫米,因为它们的波长在1到10毫米之间变化,而无线电波的数量级为厘米。毫米波的较高频率可能会在通信高速公路上形成新的通道,但存在一个问题:毫米波很容易被树叶和建筑物吸收,并且需要许多间隔很近的基站,称为小型小区。幸运的是,与传统的蜂窝塔相比,这些台站更小,功率更低,可以放置在建筑物和灯杆的顶部。

基站的小型化也为5G实现了另一项技术突破:大规模MIMO。MIMO代表多输入多输出,并且是指通过显着增加每个基站中的天线端口的数量来利用毫米波所需的较小天线的配置。有了大量的天线 - 每个基站有数十到数百个天线 - 你可以同时为许多不同的用户服务,提高数据速率。在哥伦比亚高速和毫米波IC(COSMIC)实验室,Krishnaswamy和他的团队设计了能够同时实现毫米波和MIMO技术的芯片。毫米波和大规模MIMO是5G将用于提供我们期望看到的更高数据速率和更低延迟的两项最大技术。虽然5G将需要更多的基站,但它们将比传统的蜂窝塔小得多并且需要更少的功率。

5G危险吗?

尽管5G可能会改善我们的日常生活,但一些消费者对潜在的健康危害表示担忧。其中许多问题都是超过5G使用更高能量的毫米波辐射。宾夕法尼亚州立大学生物工程学教授肯尼斯福斯特说:“电离辐射与非电离辐射之间经常存在混淆,因为术语辐射用于两者。”“所有的光都是辐射,因为它只是能量在太空中移动。它的电离辐射很危险,因为它会破坏化学键。”

电离辐射是我们在室外使用防晒霜的原因,因为来自天空的短波紫外线有足够的能量从原子中敲出电子,破坏皮肤细胞和DNA。另一方面,毫米波是非电离的,因为它们具有更长的波长并且没有足够的能量来直接损害细胞。

福斯特说:“唯一确定的非电离辐射危害是加热过多,”他研究了无线电波对近50年的健康影响。“在高暴露水平下,射频RF)能量确实是危险的,会产生灼伤或其他热损伤,但这些暴露通常仅在高功率射频发射器附近的职业环境中发生,或者有时在医疗程序中出错。 “许多公众对采用5G的呼声都与前几代蜂窝技术有关。怀疑论者认为,接触非电离辐射可能仍然是导致从脑肿瘤到慢性头痛等各种疾病的原因。多年来,已有数千项研究调查这些问题。

2018年,国家毒理学计划发布了一项为期十年的研究,该研究发现了一些证据表明暴露于2G和3G手机发出的射频辐射的雄性大鼠脑和肾上腺肿瘤增加,但小鼠或雌性大鼠则没有。将动物暴露于比人类暴露允许的最高水平高四倍的辐射水平。

许多反对者使用RF波挑选研究来支持他们的观点,而且经常忽略实验方法的质量或结果的不一致,福斯特说。虽然他不同意怀疑论者关于前几代蜂窝网络的许多结论,但福斯特同意我们需要更多关于5G网络潜在健康影响的研究。福斯特说:“我认识的每个人,包括我在内,都建议对5G进行更多的研究,因为这项技术没有很多毒理学研究。”

对于5G的支持者,许多人认为5G可以为社会带来的好处远远超过未知数。

我认为5G将对我们的生活产生转变影响,并从根本上实现新事物,这些类型的应用程序将会是什么以及它会产生什么影响,我们现在无法肯定地说。它可能会让我们感到惊讶并真正改变社会的某些东西。

来源:Rehoo

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