5G天线的特征之一是大规模使用了MIMO和波束赋形技术。MIMO也就是有多输入多出技术，这是一种通过多路传输来提高数据传输效率的方法。

首先由位于基站的基带处理单元BBU对原始数据进行复制，并将复制后的信息分别发送给不同天线，再由多个天线一起发送给同一部手机，这时手机收到的应该是一组重复的信息。

但是像在地下室这样信号不佳的场景中，数据在传输时可能会发生丢失，所以手机实际收到的信号会有所缺损。MIMO可以通过整合这些破损的信息来还原出完整信息，从而提高了数据传输的可靠度。

而波束赋形则是利用波的叠加原理，通过让多组天线进行互相干涉，将原本扩散的信号经过收拢后发射出去，这样信号就能够传得更远。就算你在离基站较远的地方也能获得比较好的信号强度。

然而，虽然MIMO与波束赋形都需要用到多组天线，但是它们对天线却有着截然相反的要求。对MIMO而言，天线间的叠加效应会产生干扰，要避免这样的干扰，就需要增加天线之间的距离。而对于波束赋形来说，这种天线之间的互相干涉，正是他工作的基础。

如何整合MIMO和波束赋形这两个技术曾经让研发人员伤透了头发，直到5g毫米波技术的出现。说到波，我们来看看波的三大特征，波速、振幅和波长。

波速就是波传播的速度，我们知道声音在空气中的传播速度是340m/s，而电磁波和光的速度一样都是30万公里每秒。再来是振幅，这是波在振动时能够达到的最大值，它和能量的大小相关，比如在声波中振幅越大，声音就越响。至于波长，它指的是两个波峰或波谷之间的距离，单位是米或者厘米。在声波中波长越短，音调越高，而毫米波就是波长在1到10毫米的电磁波，对应的频率在30到300GHz之间。

在通信领域中，天线长度和载波的波长成正比，也就是说波长越短天线的尺寸也就越小。像这种基站中使用的对称振子天线，它的长度就是波长的1/2所以在使用传统的分米波进行通信时，基站中的每个振子长度至少要达到五厘米，相当于身份证的宽度。而当使用毫米波进行通信时振子的长度将变成只有五毫米，是原来天线的1/10，这样一来，在原来只能塞进一个天线的地方，现在能放下100个天线，这就是5g天线被称作阵列的原因。

阵列的出现为解决MIMO和波束赋形之间的矛盾创造了条件。

第一步，准备一块天线阵列，让这块阵列中的所有天线执行波束赋形；第二部在哪一块相同的天线阵列？像第一部一样进行波束赋形，这样我们就能利用两块天线阵列来实现MIMO的多路传输；第三步将这两块天线阵列互相错开安放，降低他们的空间相关性，以避免干扰。

于是，波束赋形和MIMO就能够和平共处了。

听起来很简单，的确！但这是建立在毫米波天线微型化的基础上的，如果是传统的分米波技术，这几百根天线恐怕得有一栋楼那么高。而如今，他们都可以装进一个小盒子里，这就是毫米波协调MIMO和波束赋形的方法。然而，虽然毫米波优势明显，但是在国家发布的第一期5G牌照中，却看不到毫米波的身影。无论是中国移动，中国联通还是中国电信拿到的都是传统的分米波波段。

其中的原因，说到底还是钱的事情。先进微型化意味着加工难度的上升，要对一个只有五毫米的原件进行加工，无异于在大米上进行雕刻，其难度可想而知。另外，毫米波覆盖范围要比传统基站小得多，所以只能采取增加基站密度的方式进行弥补，也就是5g的微基站部署模式。而大量微基站又是一笔不小的费用，当然你也可以选择提高基站的发射功率，这样也能增加信号覆盖，但是电费又将上升。

要知道，电信运营商最大的成本不是人员，也不是设备，而是电费。所以无论三大运营商如何争夺市场，中国电网可能才是最后的赢家。

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