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日前，清明公祭軒轅黃帝典禮活動落下帷幕，在本次公祭活動中，黃陵縣8個(gè)5G基站，使用5G網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)進(jìn)行直播。 在公祭軒轅黃帝典禮活動中使用5G直播，一方面有'作秀'的成分，畢竟過去的方案也完全能夠?qū)崿F(xiàn)全程直播，而要在公祭活動中使用5G直播，顯然有將5G和當(dāng)下熱點(diǎn)結(jié)合起來的目的，為5G增加光環(huán)和流量。另一方面，采用5G進(jìn)行直播，也是一次測試，測試5G在非'純凈測試'狀態(tài)下表現(xiàn)如何，以及不同廠家5G方案之間的優(yōu)劣。 據(jù)業(yè)內(nèi)人士告知，在本次清明公祭軒轅黃帝典禮活動采用的一項(xiàng)天線技術(shù)，有可能成為5G技術(shù)破局的關(guān)鍵點(diǎn)。 天線可能成為5G技術(shù)改進(jìn)的突破口 鐵流以往的文章提到過：
因此，鐵流認(rèn)為，當(dāng)下5G需要真正的理論創(chuàng)新突破，或者對已有的先進(jìn)理論進(jìn)行梳理，并將其實(shí)用化、商業(yè)化。 目前，編碼技術(shù)提升的空間已經(jīng)非常小了，無論是5G時(shí)代LDPC和Polar，還是3G、4G時(shí)代的Turbo都已經(jīng)非常接近香農(nóng)在1948年所提出的信道容量。 調(diào)制從3G到4G，再到如今的5G基本沒變，因?yàn)樘A(chǔ)了，想變也變不動。 多址技術(shù)放棄巨頭鼓吹的NOMA，選擇4g的OFDM，暫時(shí)看不到替換OFDM的新選擇。 CoMP相對于4G時(shí)代的SFR/MLSFR也是零增益、負(fù)增益，還不如退回去用MLSFR。 MIMO天線則是實(shí)驗(yàn)室擺拍可以，一實(shí)戰(zhàn)就不行，只能搞一些性能增益有限的應(yīng)用，增益較大的只能用來演示。 可以說，在幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)上，都遭遇困境。 當(dāng)下，已經(jīng)進(jìn)入測試環(huán)節(jié)，且有可能帶來技術(shù)革新的新技術(shù)，則出現(xiàn)在天線方面——龍勃透鏡天線。 龍勃透鏡天線技術(shù)優(yōu)于市場主流方案 這項(xiàng)技術(shù)并非是為了迎合5G炒作出來的，其理論已經(jīng)問世了半個(gè)多世紀(jì)。 龍勃透鏡理論早在半個(gè)多世紀(jì)前由德國人龍勃提出。之后，一個(gè)蘇聯(lián)科學(xué)家參照龍勃的理論把理論變成實(shí)物。后來，這位蘇聯(lián)科學(xué)家去了美國，把技術(shù)賣給了美國軍方。 目前，龍勃透鏡在尖端武器裝備上已經(jīng)有了不少應(yīng)用的例子，像J20、F22、F35等先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)上都安裝了龍勃透鏡。 最近幾年，中美兩國都開始把龍勃透鏡天線技術(shù)民用化，美國馬斯丁公司做過一些嘗試，但由于成本太高，未能如愿。順帶說一下，那位把龍勃透鏡理論實(shí)用化的蘇聯(lián)科學(xué)家，后來就是去了美國馬斯丁公司。 慶幸的是，國內(nèi)一家單位則成功開發(fā)出了人工介質(zhì)合成的新材料，并制造出人工介質(zhì)透鏡多波束天線，并聯(lián)合中移動力圖將技術(shù)商業(yè)化。這項(xiàng)技術(shù)從配方到制造工藝均屬國內(nèi)國際首創(chuàng)，在中美兩國都申請了專利，是實(shí)打?qū)嵉淖灾鲃?chuàng)新、中國智造。 采用這項(xiàng)技術(shù)的天線，能夠在性能、成本、功耗、體積和重量等方面全面優(yōu)于現(xiàn)有市面上的主流產(chǎn)品。 這里對MIMO的能耗問題再說明一下，MIMO的一個(gè)問題就是天線口徑能耗比非常低。天線口徑能耗比是電磁場通過天線損耗后的能量比例，4G時(shí)代理論值是60-70%左右，但到了5G，天線口徑能耗比銳減，某廠商的方案只有14%左右。那么，為了彌補(bǔ)這個(gè)短板，就必須提升功率，因而能耗會大幅提升。作為對比，龍勃透鏡天線的天線口徑能耗比明顯優(yōu)于市場上的主流方案，而且還是無緣天線，在運(yùn)營維護(hù)上將產(chǎn)生極大的便利，在能耗上也具有很大的優(yōu)勢。 更關(guān)鍵的是，在采用新技術(shù)后，現(xiàn)在5G基站里的不少元器件都將成為'沒有必要'的多余零件，這樣一來，可以大幅降低5G基站的成本、功耗、體積和重量。同時(shí)，也會降低中國對美國芯片的依賴性，對于美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說也是一個(gè)打擊。 就成本問題再說明一下，也許有人會覺得，人工介質(zhì)合成的新材料會很貴，但實(shí)際上，這種新材料的價(jià)格比較便宜。加上是屬于物理層方面的技術(shù)升級，以及采用這種新材料制造出的透鏡多波束天線結(jié)構(gòu)簡單，其成本明顯優(yōu)于市場主流方案。 龍勃透鏡天線有望解決5G覆蓋短板 龍勃透鏡天線還有助于解決5G基站的覆蓋問題。 鐵流以前的文章介紹過，5G技術(shù)供給是疲軟和虛假的，性能主要依靠暴力提升，也就是擴(kuò)大占用的頻段，加大投資基站的密度，提升芯片數(shù)據(jù)處理速度等手段。 而選擇高頻擴(kuò)容的一個(gè)問題就是覆蓋范圍會比較差，像美國的28Ghz覆蓋會非常感人。因此，國外普遍采用4G基站為主+5G基站熱點(diǎn)地區(qū)覆蓋的方案。 而中國工信部目前只選擇2.6Ghz、3.5Ghz和4.9Ghz，這個(gè)只能算中頻，根本沒敢上26Ghz。根源就在于高頻覆蓋不行。 就5G試點(diǎn)的實(shí)際情況來說，聯(lián)通在北京金融街區(qū)域布置了11個(gè)基站，只覆蓋了3.6公里的街道，換算一下就是平均一個(gè)基站覆蓋300米左右。 據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，采用龍勃透鏡天線，在2年前的一次路測就達(dá)到700多米，如今視測試環(huán)境差異，可以達(dá)到了1-2公里。 如果把5G覆蓋范圍小和成本問題解決掉，那么，5G的短板將不復(fù)存在。 就目前情況來看，已經(jīng)進(jìn)入測試環(huán)節(jié)的龍勃透鏡天線，則是非常有可能解決覆蓋范圍小和成本問題的關(guān)鍵技術(shù)。更可貴的是，這項(xiàng)技術(shù)還是自主創(chuàng)新、中國智造。 （白色圓柱體為新型5G天線，邊上的都是板狀天線） 新型天線已經(jīng)獲得了中移動的肯定 其實(shí)，本次清明公祭軒轅黃帝典禮活動并非龍勃透鏡天線的'首秀'，在此前的進(jìn)博會上，新技術(shù)已經(jīng)和市場主流方案互為備份。 在高鐵線路上新天線也進(jìn)行測試。測試區(qū)域選擇了陜西咸陽市區(qū)東側(cè)，渭河鐵路橋上進(jìn)行，該段鐵路橫跨渭河，長度約1.4Km，兩側(cè)開闊無建筑物阻擋，站軌距約30m。 從上圖行進(jìn)中高鐵車廂內(nèi)測試數(shù)據(jù)的來看，手機(jī)接收到的信號大于-90dBm的采樣點(diǎn)主要分布在距離基站1.1Km~2.4Km的位置（遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)高鐵天線覆蓋的500米），而在覆蓋方向上全路段信號電平大于-111dBm。超過中移動的-113dBm指標(biāo)要求。 若在車外測量信號電平，則應(yīng)將高鐵車內(nèi)測的信號電平值增加+28dB（高鐵車廂穿透損耗）。因此若宏站上選用小型化透鏡天線，覆蓋距離更可超過2.3公里。加上它的垂直瓣寬30°垂直覆蓋面積將大大超過與小型化透鏡天線增益相當(dāng)?shù)?0dBi的常規(guī)板狀基站天線（垂直瓣寬7°）。 必須指出的是，小型化透鏡天線是物理層的升級，不用電調(diào)機(jī)構(gòu)，而常規(guī)板狀基站天線必用電調(diào)機(jī)構(gòu)，這使小型化透鏡天線具備性能和運(yùn)維（電費(fèi)）雙重優(yōu)勢。 在此之前從同類型高鐵測試，未有過超過800米的覆蓋記錄。業(yè)界認(rèn)為覆蓋2.3公里的高鐵運(yùn)行中車廂實(shí)測結(jié)果是前所未有的，因此認(rèn)為其技術(shù)帶來的影響將是顛覆性的。之后，類似的高鐵測試又在其他地方做了三次，結(jié)果都是類似。 另外，在一些明星演唱會、城市馬拉松比賽中，中移動已經(jīng)將龍勃透鏡天線進(jìn)行應(yīng)用，并取得了不錯(cuò)的效果。在2018年中移動內(nèi)部的應(yīng)急技術(shù)評獎上，新型龍勃透鏡天線榮獲一等獎（特等獎1名，一等獎1名，二等級3名）。 可以說，就應(yīng)急保障來說，新型龍勃透鏡天線技術(shù)已經(jīng)獲得了中移動的肯定。 現(xiàn)在的問題是新技術(shù)的成熟度，畢竟，測試沒問題不代表大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用也不會出現(xiàn)問題。 如果這項(xiàng)軍轉(zhuǎn)民技術(shù)能夠有更多的驗(yàn)證，并大規(guī)模商用，那么，5G就有可能從商業(yè)概念，變成技術(shù)升級。由于美國馬斯丁公司的民品龍勃透鏡天線價(jià)格高昂，屆時(shí)，想要購買物美價(jià)廉的龍勃透鏡天線，只能向中國購買了。 |
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