請(qǐng)您腦補(bǔ)一個(gè)場(chǎng)景，小區(qū)中心只立著一盞路燈，陰影面積當(dāng)然會(huì)很大，而如果在小區(qū)里均勻設(shè)置很多路燈，陰影面積則會(huì)小得多了。所以說，將傳統(tǒng)的宏基站變成站點(diǎn)更多密度更大的微基站，是解決毫米波“直線問題”的有效方法。
這只是微基站的一個(gè)原由，還有一個(gè)更強(qiáng)大的原由。5G時(shí)代的入網(wǎng)設(shè)備數(shù)量會(huì)呈爆炸性的增長(zhǎng)，單位面積內(nèi)的入網(wǎng)設(shè)備可能會(huì)增至千倍，若延續(xù)以往的宏基站覆蓋模式，即使基站的帶寬再大也無力支撐。這個(gè)原由很好理解，以前的宏基站覆蓋1000個(gè)上網(wǎng)用戶，這些用戶均分這個(gè)基站的速率資源，而進(jìn)入5G時(shí)代后用戶的速率要求高多了，一個(gè)基站的資源就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠分了，只能布設(shè)更多的基站，例如讓每個(gè)基站只負(fù)責(zé)20個(gè)用戶，分餐的人少了，每個(gè)人自然就能多吃。
基站微型化則設(shè)布設(shè)密度會(huì)加大，為避免基站之間的頻譜互擾，基站的輻射功率譜就會(huì)降低，同時(shí)手機(jī)的輻射功率也會(huì)降低，這有兩個(gè)好外，一是功耗小了待機(jī)時(shí)間會(huì)增加，二是對(duì)人體的輻射會(huì)降低。傳統(tǒng)基站好比是房屋中間的火爐子，近處燙遠(yuǎn)處冷，而5G的微基站就好比是地暖，發(fā)熱均勻更加舒適。
微基站數(shù)量大幅度增加后，傳統(tǒng)的鐵塔和樓頂架設(shè)方式將會(huì)擴(kuò)展，路燈桿、廣告燈箱、樓宇內(nèi)部的天花板，都會(huì)是微基站架設(shè)的理想地點(diǎn)。
波長(zhǎng)縮短到毫米波還會(huì)有什么影響呢？還會(huì)影響到手機(jī)天線的變化，這就是下一節(jié)要說的5G另一項(xiàng)技術(shù)—高階MIMO。
4、高階MIMO
根據(jù)天線理論，天線長(zhǎng)度應(yīng)與波長(zhǎng)成正比，大約在1/10~1/4之間，當(dāng)前手機(jī)使用的是甚高頻段（即分米波），天線長(zhǎng)線大約在幾厘米左右，通常安裝在手機(jī)殼內(nèi)的上部。
天線的長(zhǎng)度為什么應(yīng)在波長(zhǎng)的1/10~1/4之間？因?yàn)檫@個(gè)比例可使電波的輻射和接收更有效，為什么會(huì)更有效？這我就不知道了，這得問物理學(xué)家。
5G時(shí)代的手機(jī)頻率在提升幾十倍后，相應(yīng)的手線天線長(zhǎng)度也會(huì)降低到以前的幾十分之一，會(huì)變成毫米級(jí)的微型天線，手機(jī)里就可以布設(shè)很多個(gè)天線，乃至形成多天線陣列。
多天線陣列要求天線之間的距離保持在半個(gè)波長(zhǎng)以上，手機(jī)的面積很小，現(xiàn)在的手機(jī)天線是幾厘米長(zhǎng)，多天線陣列是難以設(shè)置的。而隨著天線長(zhǎng)度的降低，特別是5G時(shí)代的毫米尺寸天線，就可以布設(shè)多天線陣列了，就給高階MIMO技術(shù)的實(shí)現(xiàn)帶來了可能。
啥是MIMO呢？其英文簡(jiǎn)寫是“多入多出”的意思，高階MIMO的意思是指基站與手機(jī)之間有很多對(duì)的信道并行通信，每一對(duì)天線都獨(dú)立傳送一路信息，經(jīng)匯集后可成倍提高速率，這當(dāng)然是件極好的事。
不知您是否思考過這個(gè)問題：因?yàn)榛静恢滥谀膫€(gè)方位，所以它跟你通信使用的電磁波是全向輻射的，就好像是電燈泡發(fā)出的光那樣，只有到達(dá)你手機(jī)的輻射才是有用的，其它方向的輻射都是浪費(fèi)的，這種巨大的無用輻射還成為了其它手機(jī)的干擾。
如上圖所示，因?yàn)槭蛛娡驳哪芰扛?，所以比燈泡照的更遠(yuǎn)，基站與某部手機(jī)的關(guān)系就相當(dāng)于光源與被照射物的關(guān)系，現(xiàn)在基站與手機(jī)的關(guān)系就是燈泡模式，不管手機(jī)在哪個(gè)方位，都會(huì)把針對(duì)這部手機(jī)的信號(hào)進(jìn)行全向的輻射，當(dāng)然絕大多數(shù)非正對(duì)方向的能量都是浪費(fèi)掉了，而且還成為了其它手機(jī)的干擾。
能不能把燈泡模式改成有指向性的手電筒模式呢，即把上圖左面的全向輻射樣式改成右面的這種窄波瓣樣式呢？從而提高能量的使用效率？這就是下節(jié)要說到的波束賦形技術(shù)。
5、波束賦形技術(shù)
