5g基站真如网上所说复盖范围只有三四百米吗?如果这样野外和农村怎么办?:应邀回答本行业问题。其实5G基站的覆盖距离也不只是有300-400米,这个距离更多的是指城
应邀回答本行业问题。
其实5G基站的覆盖距离也不只是有300-400米,这个距离更多的是指城市区域的规划设计密度。未来在农村区域建设5G建设,密度不会有这么大。
目前的4G基站,建设密度在城市里,基本已经做到了500米一个,而部分城市中心区域,已经达到了200-300米一个,甚至有些区域,基站密度甚至可以到100米的级别。
这是一张城市里的4G基站分布图,可以明显看到城市中心区域的基站密度要远远的大于郊区农村的基站分布。
最主要的两个原因就是:一来城市里高楼建筑太多,阻挡严重,所以不得不多建设基站;二来城市里的人口密度要远远的大于农村郊区,考虑到用户感知,也必须多多的建设基站。
现在的城市高楼比较多,而城市里的铁塔选址则是一个问题,很多比较适合建设基站的区域,运营商却谈不下来站址。而现在城市里的新建的灯杆站一般是在25米高,还需要沿着公路建设。
一些能谈下来站址的国企事业单位,建筑物往往也就是4-5层的小楼,在楼顶上立增高架也可能就是15-25米,基站天线挂高不够,也是一个城市里建站比较多的原因。
再有就是由于\"防止居民发现基站而对基站进行伪装\",这些伪装基站的天线覆盖效果,也要相对的差一些。
现在三大运营商分配的5G频谱,移动分配的是2.6G和4.9G,联通和电信分配的是3.5G附近的无线频谱。移动还好一些,而电信和联通的频谱要高于各自的4G的基础频谱1800M,虽然5G引入了Massive MIMO技术,增强了下行的覆盖,就覆盖距离而言,也是要比现在的4G覆盖要弱一些的。
5G覆盖最大的问题其实还是在上行,以及室内覆盖的问题,由于5G的频谱高,相对于现在的4G覆盖,室内的覆盖效果就会差一些,这也是为什么韩国和美国上了5G之后,用户体验速度没有那么快的原因。
按照5G的三大应用场景之中,可以看到绝大部分的5G应用是在室内的,而依靠宏基站覆盖室内,在如此高的无线频谱之下,要做到支持5G的高性能很显然是非常困难的,所以,5G网络建设需要建设更多的小型化基站去覆盖室内部分,这块未来将是城市里5G网络基站最多的部分。
农村野外这些区域,铁塔的选址相对的比城市里要容易些,而且很多的野外和农村的铁塔也可以建设的更高大一些,站的高,覆盖的就要远一些。
现在的4G基站,农村相对的站址距离也要大的很多,相对的可能要3公里左右才有一个4G基站,这也是由于农村无线环境相对比较好,阻挡没有城市严重,而且农村的人口密度也小的原因。
现在的工信部要求的是4G基站的农村行政村级覆盖达到98%,而未来的5G估计也就是这样的级别了,在农村的行政村建设5G基站,而村村之间也不可能建设到300-500米一个5G基站,这样的密度也没有必要。
总而言之,城市里5G基站覆盖区域比较小,是城市的高大建筑过多,基站选址困难,人口密度过大决定的,野外和农村区域相对的阻挡比较小,人口密度也没有那么大,就不会建设这么密集的基站了。
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随着移动通信技术的发展,低频的使用接近饱和,从2G、3G、4G到5G,移动蜂窝通信的频率越来越高,意味着基站的覆盖范围越来越小(频率越高,电磁波的衰减越大)。
蜂窝基站小区半径不仅仅是由载波频点决定的,还与自然环境、用户密度等有关。在相同条件下,5G基站的覆盖范围比4G基站覆盖范围要小很多。
下面统计了2G、3G、4G、5G基站的常用工作频率和覆盖范围的典型值。
无线信号的覆盖范围不仅与频率有关,与天线的构造、天线的增益值也有一定的关系,5G的天线部分采用了massive MIMO。其实,MIMO在4G LTE网络中已经有应用,4G普遍使用的基站天线是8TR,而5G采用了64TR。根据天线增益值公式,64TR的天线相比8TR的天线提升3db左右增益。
为了能使特定终端获取更强的天线增益,采用了更先进的波束赋形技术。目前5G基站一般会采用3-D形式放置天线,这样的波束相比4G基站更加集中。
从4G到5G,载波频率大幅度提升,抗衰减能力、绕射能力大大降低,宏基站已经无法应对,将来5G网络的部署将采用宏基站+小基站的方式。
根据有关部门的推算,5G基站的覆盖密度是4G基站的1.5倍,5G宏基站的数量将会达到600万个。5G网络有一个关键技术,即超密集组网,实现每平方公里100万个接入点,所以单单依靠宏基站是无法满足需求的,需要在室内和室外热点区域密集部署发射功率小、覆盖范围小的小基站。
在5G超密集组网的场景中,小基站之间的距离可能很小,在10米~20米之间,而宏基站最短距离也需要500米,可以测算,小基站实现连续覆盖,数量规模将远远超过宏基站。根据推算,每个宏基站热点需要625个小基站作为补充。
总之,在无线通信领域,低频频率覆盖特性好,但是带宽有限;高频频率带宽容量大,但是空气衰减较大,绕射能力弱,同样的功率覆盖范围小。也就意味着基站覆盖范围缩小,为了达到同样的覆盖范围,基站的密度会大幅增加。5G网络为了实现超密集组网,将会采用宏基站+小基站的方式部署。
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我想到前段时间,任正非在采访的时候,这样说:西方实际上就是大农村,因为都是大规模的别墅群,如果每家每户铺光纤进去,成本很高。华为就将小基站一装,就能解决大规模布网问题。这里我们提到一个词汇:5G LampSite。在2018世界移动通信大会上,华为发布了5G室内小基站产品5G LampSite。这个基站,似乎对于未来野外或者乡村的5G网络覆盖提供了解决方案。
那么,5G网络到底是不是只能覆盖3-4百米呢?我们知道5G网络要在更高的C-Band和毫米波频段上部署,(C-Band指“c波段”,是频率是在从3.7-4.2GHz这个区间),所以5G对于频谱的要求会更大,而C-Band频段的穿墙能力一般,甚至在穿一面墙,多带来的损耗是8-13dB链路损耗。
为什么用高频呢?实际上,在通讯技术领域,低频基本上饱和状态,因此载波频率的要求越来越高,毕竟在信号的传输过程中,低频已经不能满足信号的负载,但是使用高频,意味着电磁波的衰减越大。
这就是说:当频率变高;波长越短;饶射越弱;不过,高频的穿透力强,折损却大,所以它的距离不长,在这种情况下,5G覆盖的范围自然没有低频的网络要大了。比如,我们知道的2G的覆盖半径在5-10公里;而到了3G时代这个距离缩短为2-5公里;而在我们现在的4G网络,半径只有1-3公里;未来的5G可能只在三四百,可能会更短。
那么,怎么办呢?一方面,华为提供的小基站提供了助力;另一方面,可能就是建造更多的5G基站了。不过,农村和野外本身的自然环境可能没有城市的楼层那么大,对于基站的要求,相对小一些。
我想到前段时间,任正非在采访的时候,这样说:西方实际上就是大农村,因为都是大规模的别墅群,如果每家每户铺光纤进去,成本很高。华为就将小基站一装,就能解决大规模布网问题。这里我们提到一个词汇:5G LampSite。在2018世界移动通信大会上,华为发布了5G室内小基站产品5G LampSite。这个基站,似乎对于未来野外或者乡村的5G网络覆盖提供了解决方案。
那么,5G网络到底是不是只能覆盖3-4百米呢?我们知道5G网络要在更高的C-Band和毫米波频段上部署,(C-Band指“c波段”,是频率是在从3.7-4.2GHz这个区间),所以5G对于频谱的要求会更大,而C-Band频段的穿墙能力一般,甚至在穿一面墙,多带来的损耗是8-13dB链路损耗。
为什么用高频呢?实际上,在通讯技术领域,低频基本上饱和状态,因此载波频率的要求越来越高,毕竟在信号的传输过程中,低频已经不能满足信号的负载,但是使用高频,意味着电磁波的衰减越大。
这就是说:当频率变高;波长越短;饶射越弱;不过,高频的穿透力强,折损却大,所以它的距离不长,在这种情况下,5G覆盖的范围自然没有低频的网络要大了。比如,我们知道的2G的覆盖半径在5-10公里;而到了3G时代这个距离缩短为2-5公里;而在我们现在的4G网络,半径只有1-3公里;未来的5G可能只在三四百,可能会更短。
众所周知,三大运营商的5G频段都是高频段,其中移动5G频段分别是2.6GHz和4.9GHz,而中国联通和中国电信的频段是3.5GHz。相比900MHz频段和1800MHz频段,5G频段的网络速度更快,但覆盖范围更小,穿透能力也更差。
5G网络频段的特殊性,决定了5G基站的覆盖范围要比4G和3G网络要小。在2G时代,一个基站的覆盖范围大概在5公里左右,而4G时代的一个基站覆盖范围在800米左右。在人口密集的市区,4G基站的覆盖范围也只有500米左右。
不难看出,5G网络的覆盖范围只有400米左右。如果是人口密集的市区,5G基站覆盖范围也只有200米左右。在郊外的一些空旷地带,5G基站覆盖范围最大只有1公里左右。在农村,5G基站的覆盖范围也就只有600米左右。
不难看出,5G网络虽然上网速度更快了,但5G基站的网络覆盖范围更小了。也就是说,要想实现4G一样的网络覆盖,5G基站的密度至少是4G基站密度的3倍以上。正因于此,5G网络普及速度会比4G慢很多。
首先5G由于频率高(中国移动2.6G/4.9G,联通电信3.5G)导致穿透性差,基站的覆盖距离短,目前中移动实验网(2.6G 宏站64TR AAU)测得较理想的有效覆盖距离为380米左右;由于目前5G产业链不成熟,各元器件价格贵,宏站的造价很高,因此各运营商初始建设阶段只会在一二线城市中心区域建设5G宏站,根据业务需求来建设,后期再通过宏微皮站互补形式达到连续覆盖(预计移动要5-8年,4G只用了3年),而农村由于面积广、用户稀、业务低,因此运营商会选择32TR、16TR的设备进行覆盖,这些设备价格相对便宜,且由于通道降低集成的天线少,同功率下覆盖距会远很多,能有效降低运营成本!当然,今年三大运营商只会在一二线城市建部分5G基站,明年产业相对成熟点才会在城区规模建设,而农村地区建设5G基站还需要等多几年!
目前5G基站设备、网络、终端仍不成熟,下图是昨天使用5G手机室内实测的5G速度,远达不到5G标称速度,也达不到实验网测到的速度(1.5Gbps),因此别被运营商忽悠上船了,建议明年下半年才考虑换5G手机,界时将有更好的体验!
从技术角度来说,网上说5G基站覆盖范围只有三四百米,这个说法是比较靠谱的,这是5G网络频段决定的。
众所周知,三大运营商的5G频段都是高频段,其中移动5G频段分别是2.6GHz和4.9GHz,而中国联通和中国电信的频段是3.5GHz。相比900MHz频段和1800MHz频段,5G频段的网络速度更快,但覆盖范围更小,穿透能力也更差。
5G网络频段的特殊性,决定了5G基站的覆盖范围要比4G和3G网络要小。在2G时代,一个基站的覆盖范围大概在5公里左右,而4G时代的一个基站覆盖范围在800米左右。在人口密集的市区,4G基站的覆盖范围也只有500米左右。
不难看出,5G网络的覆盖范围只有400米左右。如果是人口密集的市区,5G基站覆盖范围也只有200米左右。在郊外的一些空旷地带,5G基站覆盖范围最大只有1公里左右。在农村,5G基站的覆盖范围也就只有600米左右。
不难看出,5G网络虽然上网速度更快了,但5G基站的网络覆盖范围更小了。也就是说,要想实现4G一样的网络覆盖,5G基站的密度至少是4G基站密度的3倍以上。正因于此,5G网络普及速度会比4G慢很多。
图片的左侧是官方给到的5G基站覆盖地图,根据地图的测量工具测量,该点的5G基站覆盖半径为270米;
图片的右侧是网友通过手机实际测试该点的5G基站覆盖半径为320米。
测试的结果基本与官方宣称的覆盖范围相当。
5G通信属于毫米波通信,它的优势是传输带宽达,传输效率高,但缺点是传输距离近,易被遮挡,造价昂贵。5G的传输效率是4G的百倍,但基站需要扩容增加20倍以上。
看到上面的这个图,这就是我们脑海中针对5G的顾虑,覆盖同一个区域,需要的5G基站数量,将大大超过4G。
其实我们完全可以打消我们脑海中的这些顾虑,毕竟基站还是运营商去建。目前的实际情况和我们脑海中的想象也不太一样。
如上图:我们可以看到,城市中因为人口和高楼的原因,基站是特别的密集的,而偏远的乡村基站就会相对稀疏。目前的4G基站的建设密度在城市里基本已经做到了500米一个,而部分城市中心区域,已经达到了200~300米一个,甚至有些区域,基站密度甚至可以达到100米的级别。
所以在城市中,5G需要的宏基站的数目和4G需要的宏基站数目不会相差太远,很多5G的基站都是对现有的4G基站进行改造,同一个基站既可以提供4G服务也可以提供5G服务。
宏基站只需要保障室外的网络通畅,而室内可以通过微基站和皮基站达到5G网络覆盖。以后,到了5G时代,微基站和皮基站会越来越多,几乎随处可见。微基站和皮基站可以利用现有的入楼宽带网络和家庭宽带网络进行扩容,这样在降低建造成本的同时又能达到大范围的覆盖。
很多人会问,那么多的基站在身边,会不会对人体造成影响?不会,不管哪种基站都是符合国家规定不会对人体造成伤害。
和传统认知恰好相反,事实是,基站数量越多,辐射反而越小。这就好比冬天一群人的房子里,一个大功率取暖好,还是几个小功率取暖好。
通过上图,你会发现一个问题,基站小,功率低了,但每个人的通信质量得到了保障。而采用“一个大基站”,离得近信号好,离得远信号弱。
从上图可知,1G时代大哥大需要很长的天线,2G时代的手机也有突出来的天线,而现在的手机几乎是没有天线了。
其实,并不是没有天线,是天线变小了。随着时间的变化,我们手机的通信的频率越来越高,波长越来越短,这就意味着天线也不需要这么长。5G时代毫米波通信,天线也可以变成毫米级,这样就表示手机里可以塞很多根的天线。
手机里面可以塞很多天线,同样的基站也可以。以前的基站天线尖尖的就那么几根。5G天线数量不能按根来算,而是阵列。
Massive MIMO还有一项牛逼的技术就是波束赋形
通过基站上的天线阵列对射频信号相位进行控制,使得相互作用后的滇池柏变得非常的狭窄,并指向它所提供服务的手机,而且可以根据手机的移动而转变方向。
这样做可以极大的节约能量,由全向的信号覆盖变为了精准的指向性服务,波束之间不会干扰,在相同的空间中提供更多的通信链路,提高基站的服务容量。
就是同一个基站下的2个用户,如果相互进行通信,他们的数据不再需要通过基站转发,而是直接手机到手机。
通过D2D,会极大的减轻基站的压力,节约空中资源。
截止今年2月初,三大运营商已经在全国开通了15.6万个5G基站。5G建设,咱也不懂,咱也帮不上忙,所以也没有必要跟着焦虑。
可以肯定的是互联网的高速发展需要这种高传输速率、低延时的移动互联网通信技术。未来5G很快也会在乡镇开展建设,这是需要一个过程。而乡村偏远一些的山区就算5G不能完全覆盖也还可以使用4G网络。就好比目前4G已经有了广泛的覆盖率,但还是有一些偏远地段不能覆盖到,但是有的地方还是有2G、3G网络来保障基础通信。
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实际上而言说5G覆盖距离近的主要原因是因为5G采用高频段的原因。
一般而言频率越高,其在空气传播中的损耗就越大,而且其绕射能力也会越差。
那么对于农村区域解决办法就有两种,一种是多建设基站,另外一种就是采用低频段,5G是最低可以支持450m的低频。
那么第一种方案虽然提供了更高的容量,但是成本上考虑显然是不可能的,投资成本太高了,运营商烧不起那个钱,而且单位基站下的用户也少,电费租金都不一定收的回来。
那么显然第二种方案就是一个比较合情合理的选择了,到时候运营商可以把现有的900m频段整理出来给这种地广人稀的地方使用,因为人少,不需要那么多的容量,一个基站覆盖那么一大片也可以满足容量需求了。
5G相比4G而言,确实覆盖范围更小,这里牵扯有一个频段的问题,波频越高能够传输的数据越大,但是越过障碍物的能力越小,举个例子,听过收音机的都知道,见识过调频广播的覆盖范围了吧!那个只有几十兆赫兹,波长一般在几公里,所以很容易绕过障碍物。
但是5G已经进入到了毫米波段,比如诺基亚的28GHz,因此5G的基站数量肯定会是现在的好多倍,建设成本肯定也会更高,当然随着技术进步,建设成本会逐渐下降,至于城市人口密度大,建设基站,能够保证回收成本。
但是农村肯定别指望回本了,只能是亏本运营,其实这不是我们该思考的,而是运营商该思考的问题了,我个人觉得首先会根据地形假设基站,空旷的地方,基站数目少,而地形复杂障碍物多一些的地方基站数会多一些,那么第二种方法就是,4G和5G同在,因为4G相对成熟,而且成本更低,再加上一个,4G还有发掘的潜力,速率还可以继续提升,对于农村人少的地方,对于数据的需求也不会太大,4G就可以使用了。
如果是人口密集区的话可能200M-400M就有一个5G基站,甚至还有一些100多米就有一个;
如果是边远的地区可能就是上千米甚至更远才会有。
在人口密集的大城市,他们对通讯的需求很高,而且新科技普及得很快。所以说会先满足他们的需求。同时,因为人口密集,所以使用的频率很高。这样的话,才能快速的收回成本,并且有一定的利润。有一定的利润才能开拓农村的市场。
中国移动5G频段分别是2.6GHz和4.9GHz,中国联通和中国电信的频段是3.5GHz,对比4G的中低频段,他们属于非常高的频段了。
5G需要几百米就覆盖一个,是因为5G时代会使用很多的高频的频段。高频的频段穿透性比较差。同时,5G的速度快、延迟低、容量高。这么高的吞吐量需要的基站的数量也更加大。
同时,我们考虑到在人口密集的地方都是高楼密集的地区,信号衰减比较明显。所以,基站分布密集也是正常的情况。
但是,在农村的地区,肯定没有这么高的密度的。因为农村的使用率不高,成本回收期特别长。甚至可以说,三大运营商在4G上砸的钱都可能没有收回来,因为中国的国土实在太大了。
工信部规定,2020年争取4G的覆盖率从96%变成了98%,边缘的地区也是要覆盖的。
说起这个,一定要说说美国的情况。
本身来说,美国在理论上5G是冠绝全球的。但是,因为5G的基站密度太大,5G的成本太高了,美国的人口密度比不上我们,所以就没有公司原因做这种事情了。
所以,他们也只是停留在标准和理论上超过我们,但是在产品上和实际操作上,只能眼睁睁看着我们真的落地搞......
说回去农村的。农村的密度没有这么高,可能要上千米才有一个甚至一千多米才有一个,农村的建筑密度不大,信号衰减不明想。而且使用频率不多,所以能够应付的。
当然,农村还是需要砸钱做的,就好像4G一样,只不过需要的时间长一点而已。
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