5G的超高网速是如何实现的( 二 ) _5G

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▲频率越高，绕射损耗越大
3. 穿透损耗：电磁波传播过程中，穿透建筑，花草树木等障碍物产生的损耗。频率越高，穿透能力越差，穿透损耗越高。

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▲频率越高，穿透损耗越大（穿透树木）

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▲频率越高，穿透损耗越大（穿透建筑）
4. 雨衰损耗：电磁波信号因大气中的雨、雪、冰的吸收，散射等现象导致信号减弱的现象。通常频率越高，衰减越大。

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▲5G毫米波受天气的影响非常严重
信号在空间中的传播是上述几种衰减方式的总和。如果用低频2.6GHz和高频28GHz进行对比，在信号传播路径相同的情况下，经历的衰减如下图所示。

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▲5G毫米波经历的层层损耗
毫米波28GHz由于频率高，每一步经历的衰减都要比2.6GHz多得多：
① 自由空间损耗：多20dB；
② 绕射损耗：多10dB；
③ 树木穿透损耗：多8dB；
④ 房屋穿透损耗：多14dB；
⑤ 室内传播损耗：多5dB 。
把这些值加起来，可以得出：同样的发射功率，经历同样的传播路径，最终用户收到28GHz的信号是2.6GHz信号强度的百万分之一！

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▲和2.6GHz相比，毫米波的传播损耗非常大
毫米波的覆盖这么差，看来这片“流着奶与蜜的处女地”确实不是那么好开发。但其大带宽高速率的诱惑是无法抗拒的，因此在使用中就必须扬长避短。
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5G 毫米波的部署之『术』
首先，怎么扬长呢？最重要的方式是：
波束赋形
一般情况下，天线单元使用半个波长效率最高，因此电磁波的波长越短，所需要的发射和接收天线单元也就越小。

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▲频率越高，电磁波的波长越短，所需要的发射和接收天线单元也就越小
而毫米波的特点正是波长短，所以天线的尺寸可以很小，在同样的面积下可以容纳更多的天线。通过调整天线阵列的基本单元的参数，使得某些角度的信号获得增强干涉，而另一些角度的信号获得抵销干涉，从而使信号在特定的方向上增强，这就是波束赋形。

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▲频率越高，天线数量越多，赋形效果越好
波束赋形能力取决于天线单元的个数，个数越多，波束越窄，越能波束集中能量对准用户，提升覆盖规避干扰，赋形效果也就越好。
下图中的5G毫米波设备含有256个天线单元，每64个为一组，通过波束赋形来生成窄波束，因此该设备一共能提供4个波束来进行高速服务。这种实现方式是目前毫米波设备的主流。