深入分析基带、基站同5G通信的交叉关系
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摘要：5G是现在移动通信最热门的话题，5G的出现让人们能感受到更快的速度和智能功能。移动速度的更新在这几十年来发展十分迅速，其核心技术的提升，和基站和基带的技术密切相关。该文主要介绍了移动通信技术的核心，其对应基站基带的工作原理，技术难关，以及全球的现状和未来的发展趋势。
[关键词]手机基带基站移动通信网络
1手机移动通信技术核心
移动通信的精髓就是蜂窝，蜂窝通信即若千个基站组成蜂窝状的覆盖范围，手机在其中一栋的时候，信号就会被蜂窝状的基站接力。现在人们常说的2G，3G，4G以及即将普及的5G网络，这些都是正在服役的通信网络类型，是根据不同电磁波的频率范围划分的。因为每个基站的有效覆盖区域就是一个“蜂窝”，手机在基站的覆盖范围内，对应的基站就能为该手机提供服务。若在基站覆盖不到的范围，那么手机就无法进行通信。基站和手机基带技术的提升就成为了移动网络更新换代的基石，如果基带和基站技术没有得到提升，那么移动网络技术也会止步不前。
2基站的组成
基站是建立通信的第一关键问题，它主要由基站收发台和基站控制器两部分组成。
收发台由无线发/接受设备、天线和处理信号的无线接口三部分共同协作。控制器是负责对发送或者接收到的信号进行处理和转发。不同的收发台之间的信号覆盖范围即网络覆盖范围。当移动设备在一个收发台的范围内移动到另外一个收发台的覆盖范围时，这两个收发台之间就是在完成接受和转发的操作。为了有选择行的发送和接收信号，收发台的接收和发送天线还分为全向和定向两种不同模式。两种天线和两种模式可组成三种不同的配置方式去筛选频道数（本应该是天线类型和模式自由组合构成四种配置方式，但发定向和收全向不能实现）。
控制器由无线收发信机、天线和信号处理电路等组成。控制器不仅可以实现对收发台的控制，而且能完成信道之间的切换。当移动设备在某个基站范围内进行通讯时，控制器就会为该移动设备开启一个信道，当通讯结束时，控制器又会把信道关闭起来。若移动设备要从该基站移动到另一个基站覆盖范围时，控制器就会把对于这个移动设备开启关闭信道的任务转交给下一个基站的控制器。
3手机基带和基站的工作原理
手机基带与基站是共同作用的，二者缺一不可。
3.1手机基带工作原理
手机基带是手机中重要的组成部分，手机基带中，又可继续划分，划分为基带芯片、基带信号调制解调器及各种小型元器件，整个手机基带在需要发送将特定的数字信号时，会把它进行调制把它加到载波上达到特定的频段从而形成调制信号，再通过传输信道将其传输至基站进行通信交换至接收源，而手机基带在接收时则需要通过基带芯片的解调器将负载在载波中的特定信号截取下来然后将其解调回原本的数字信号并将它上传至手机上层进行再处理。
3.2基站工作原理
基站则是无线电台站的一种形式，可分为四类，宏基站、微基站、微微基站和分布基站，同时基站又可分为基站收发台和控制器。简单来说基站的作用就是在特定的覆盖范围内，通过移动通信交换中心，与每个人的手机端等移动设备之间进行信息传递，将接收到的电磁波信号转发至它需要去的地方。如果没有基站，发送的信息就相当于失去了指南针，失去目的地信息则会导致无法传输至正确的地方或中途丢失，自然也就会发送失败。基站最主要功能就是提供无线覆盖，基站的基带和射频处理能力，决定了基站的物理结构由基带模块和射频模块两大部分组成。基带模块（基站的基带与手机基带不同）主要是完成基带的调制与解调、无线资源的分配、呼叫处理、功率控制与软切换等。射频模块主要是完成空中射频信道和基带数字信道之间的转换，以及射频信道的放大、收发等功能。
4通讯基带和移动通信网络的应用
从已经被抛弃很久的1G网络到即将普及的5G网络，为了实现人们对手机功能以及网速的更高要求，基带技术和移动通信网络技术得到快速的发展。通讯基带和移动通信网络的关系密不可分。简单来说，基带是为移动通讯网络服务的。就以实现手机5G网络通信为例，要想实现该功能，就需要基站和人们手机里的基带芯片配合运作。5G指的是频率在3.5GHz的电磁波，基站是在无线电覆盖区中，通过交换中心，与移动电话中断之间进行信息交换的无线电收发电台而手机里基带芯片是用来处理基带信号。通过类比来解释两者的应用原理，基站就相当于是发射器，而基带就相当于接收器，兼备能发射5G频道的波的基站以及5G基带之后才能实现5G通信。5G的频率很高速度很快，所以它衰减很快也很难穿透障碍，即穿透力差。相比4G网使用的宏基站覆盖范围，5G网要使用的微基站覆盖范围就小很多，仅能覆盖几十米，所以需要大量大范围安装。但它很好能解决4G网络离基站远就信号差的问题
5技术难关
至今为止，普及使用的手机通信网络为4G，5G网络至今还未普及使用的原因只要有以下几点。对于基站方面，要想实现5G通信，就要建新的基站，以前用于1G-4G通信的基站就不能支持5G的网络。要把所有的的基站都更新换代，这不仅要花费大金钱，这也是个任务量很大的工程。另一方面则是基带芯片。基带芯片最关键的技术困难是芯片其中很多通讯技术涉及专利问题。目前只有极少数公司能造出成熟的5G基带芯片。由于目前所有手机都没有相应的5G手机基带，必须更换带有5G基带芯片的手机才能更好的享受该网络服务。或许我们现在更加期待有其他办法替换必须更换手机才能体验5G网络这个困境。
6现状和未来趋势
目前，全球的手机基带芯片主要集中于高通，英特爾，和华为三大厂商。对于的国外通信公司来说，高通在该领域处于领先地位，而我们中国也有华为公司在该领域贡献十分出色。从4G到5G的跨越是一个极大的进步。在如今5G争夺战正打得火热，要想占领主导权就必须投入更多人力物力到5G技术的研发之中，其技术研发过程仍遇到许多困难。在2018年年底，高通公司就发布了骁龙855芯片，该芯片是首款7nm工艺CPU采用八核Kryo'485架构的芯片，骁龙855是2019年上半年安卓平台最强的Soc，但是由于高通还未将骁龙855配备骁龙X505G调制解调器以及相应的毫米波天线模组等，在5G基站覆盖后骁龙855仍旧无法直接使用5G网络。
5G时代不仅仅是给人们速度上的改变，更多的是5G能同时连接海量终端实现万物相连，即现在很火的一个名词“物联网”。5G时代即将到来，相信在未来随着科技发展人们能得到技术上更大的突破6G，7G时代会陆续到来，但仍有许多科技难关需要数代人为之努力并把它们逐一攻破。
参考文献
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[5]通信网络，什么是基带，基带长什么样？电子发烧友网.2018-01-29[2019-3-31]http：//m.elecfans.com/article/625503.html.
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