河北
為什么大家都愛看車展手機展，不愛看通信展？原因很簡單，汽車和手機能看出好來，通信設備根本看不明白。
前幾天我在鄭州世界5G大會的華為展廳看到了一部基站天線，大多數人瞟一眼就過去了，畢竟就一個長方形的白色鐵盒子，有啥好看的？
我覺得這部天線有點看頭，找來了現場的華為專家咨詢，你猜我們聊了多長時間？1小時20分鐘。
本文就聊聊這部世界上最先進的5G廣角meta天線，能讓你一個外行領悟到華為5G基站的秘密，這樣的文章您以前從來沒有看過。
首先說用途，這款5G廣角天線主要是用在鄉鎮、農村，針對的是面積很大但住戶分散的村落。
光纖拉到了村頭，光纖入戶就成為了難題，由于住戶分散，每家單獨扯根光纖的話成本高效益低。
于是就在村頭架這么一座基站，將高速的5G信號直接射到人家，每家配一個CPE，就是將5G信號轉化為Wi-Fi的小設備，然后每家就都高速上網了，下載速率300M，家庭寬帶、手機上網、網絡電視同時解決。
跟過去的4G基站相比，這款設備的頻譜效率提高了5～10倍，這是個非常了不起的成就，但華為是怎么做到的呢？
首先，這部天線隱藏著32個收發通道，通過波束賦形技術，將輻射面就分成了8個窄波束。
這就相當于將電燈泡換成了手電筒，把信號能量集中了，在相同能量條件下，就能夠提供更強的信號，這就是空分復用，即在空間上進行分割，對頻譜進行重復利用。
這個點子很好，那以前為什么不用？因為以前搞不定啊，就好比看廚師教做菜，一看就會，一做就廢。
第二個問題，基站咋知道哪個村民在哪個方向，怎么讓正確的波束正好指向你？
5G基站設置了兩種信道，廣播信道和業務信道。首先用廣播信道掃描全村找人，搞清楚服務對象在哪個扇區后，就調用那個方向的業務波束去提供數據服務。
第三個問題，像手電棒一樣的8個窄波束，是從左到右輪流點亮的，ms級的掃描周期確保覆蓋到前方所有用戶。給服務對象提供的信號是間斷的，那如何保證用戶連續通話和上網呢？
舉個例子，幼兒園阿姨給8個小孩喂飯，從左到右輪著喂，給第一個孩子喂一勺后，就給第二個孩子喂，等給第8個孩子喂完后，第一個孩子剛把飯咽下去，第二輪喂飯又開始了。
對于阿姨來說，喂飯是間斷性的，而對孩子來說，吃飯是連續的，第一口剛下肚，第二口又來了。
基站就是阿姨，用戶就是孩子，基站輪詢服務，保證用戶連續上網，這就是時分復用，即把時間分割，分時服務以提高效率。
在每個波束中，又把頻譜拆分成不同子載波，每個子載波都承載著不同業務，業務發生變化后，馬上對頻段進行重新利用。
這就好比是公路上的潮汐車道，早上進城車多，就把潮汐車道用于進城，晚上出城車多，潮汐車道就改成出城。
這種對頻率的靈活使用方式，就叫做頻分復用。
當年我在大學教《通信原理》，教材稱空分復用、時分復用、頻分復用這三種復用方式，可以在不同的技術場景下分別使用。
而在華為這部5G廣角meta天線中，居然把三種方式都用全了。超越了教科書，將技術原理用到了極致，這就是華為技術領先的奧秘。
我們在城市里看到的天線，往往是一個桿上放三個，每個天線的發射角是120度。
而這部5G廣角meta天線是靠近村頭設置的，120度涵蓋不了全村，兩側的住戶會遺漏掉。
為了解決這個問題，在天線兩側做了信號的加強，采用了介電常數不均衡的材料，讓波束的方向發生偏轉，從而使輻射角度擴展到180度。
為了在有限的面積上做更多的振子和更高增益的波束（上塔設備要求天線迎風面不能大于0.8平方米），這部天線的面積設計成了0.75平方米。
在這么小的面積里，集成了256個振子，連接32個收發通道，令人嘆為觀止。
這么牛的設備+天線多少錢？軍用相控陣天線售價是60萬～百萬量級，這款民用設備的僅僅不足10萬元。
所以，在我國鄉鎮、農村用的5G基站，技術水準已甩歐美國家三條街。
看到這里您可能有點擔心，技術路線和性能指標說得這么細，會不會泄露秘密？
不必擔心，西方廠商跟蹤研究這款設備已經四年了，此文介紹的技術路線他們早就知道了，但就是研發不出來。
中國人使用的是最先進的電信設備，享受的是一流的電信服務，感謝華為，感謝國家！
https://m.toutiao.com/is/i8fvSVXv/ - 超越教科書，華為5G鄉村基站為何世界第一？外企偷師4年一場空
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