一直以來,5G基站都是大家的關注焦點之一。因此針對大家的興趣點所在,小編將為大家?guī)?G基站的相關介紹,詳細內(nèi)容請看下文。
一、5G基站輻射與電離輻射有什么區(qū)別
5G基站輻射與電離輻射,雖然都稱作“輻射”,但在物理本質(zhì)上屬于截然不同的兩種現(xiàn)象,其核心區(qū)別在于所攜帶能量的大小以及隨之而來的與物質(zhì)相互作用的方式。
首先,從能量層級上看,兩者有天壤之別。5G基站輻射的本質(zhì)是無線電波,屬于電磁波譜中的射頻波段,其頻率范圍通常在幾百兆赫茲到幾十吉赫茲之間。這種輻射的能量非常低,低到不足以打斷構成生物組織的分子內(nèi)部的化學鍵。因此,它在科學上被歸類為“非電離輻射”。它的主要作用原理是熱效應,即當能量被生物組織吸收時,可能會引起組織輕微的、可逆的溫升,這類似于在陽光下感到溫暖,但其能量遠低于陽光中的紅外線部分?,F(xiàn)代通信標準正是通過嚴格限制其功率密度,來確保這種熱效應處于人體可完全忽略和安全承受的范圍之內(nèi)。
相比之下,電離輻射則攜帶著極高的能量。它包括了像阿爾法粒子、貝塔粒子、伽馬射線以及X射線等形式。它們的頻率極高,能量強度足以將原子或分子中的電子撞擊出去,使其發(fā)生“電離”。這個過程會直接破壞生物分子的基本結構,特別是對細胞內(nèi)的DNA鏈造成直接損傷。這種損傷是物理性和化學性的,可能引發(fā)細胞功能的異常、死亡,或在長期積累后增加癌變的風險。這正是醫(yī)療中使用X光檢查時需要嚴格防護和限制劑量的根本原因。
因此,可以這樣理解兩者的本質(zhì)差異:5G基站輻射的能量作用,如同用溫暖的手掌輕撫水面,只會引起水面輕微的、暫時的漣漪;而電離輻射的能量作用,則如同用高速子彈射擊水面,足以將水分子本身擊碎飛濺。這是兩種能量級別和作用機理完全不同的物理過程。
二、5G基站關鍵技術——MIMO技術
多入多出(Multiple-InputMultiple-Output,MIMO)技術,亦稱為多天線技術,通過在通信鏈路的收發(fā)兩端設置多個天線而充分利用空間資源,能提供分集增益以提升系統(tǒng)的可靠性,提供復用增益以增加系統(tǒng)的頻譜效率,提供陣列增益以提高系統(tǒng)的功率效率,近20年來一直是無線通信領域的主流技術之一。MIMO技術已被第三代合作伙伴計劃(The3rdGenerationPartnershipProject,3GPP)的LTE/LTE-Advanced與電氣電子工程師協(xié)會(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,IEEE)的WiMAX等4G標準采納。但是,現(xiàn)有4G系統(tǒng)基站配置天線數(shù)較少(一般不超過8),MIMO性能增益受到極大限制。針對傳統(tǒng)MIMO技術的不足,美國貝爾實驗室的Marzetta于2010年提出了大規(guī)模MIMO(MassiveMIMO或VeryLargeMIMO)概念。在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中,基站配置數(shù)十至數(shù)百個天線,較傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)天線數(shù)增加1~2個數(shù)量級;基站充分利用系統(tǒng)的空間自由度,在同一時頻資源服務若干用戶。
傳統(tǒng)MIMO到大規(guī)模MIMO的演變是一個從量變到質(zhì)變的過程。由于大規(guī)模MIMO的基站天線數(shù)和空分用戶數(shù)較傳統(tǒng)MIMO有數(shù)量級增加,兩者在無線通信基本原理與具體方法上既有相同之處也存在較大差異,在大規(guī)模MIMO的基礎理論、信道測量與建模、信道信息獲取、無線傳輸、實驗和測試等方面已取得了豐碩成果。大規(guī)模MIMO已通過了較為理想的實驗室驗證和更接近實際的外場測試,并獲得了符合預期的巨大性能增益。今后,各研發(fā)機構還會進一步開展組網(wǎng)驗證,為大規(guī)模MIMO未來在5G系統(tǒng)的商用奠定良好基礎。
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