整理笔记:从无线电波开始,一次性把5G原理说明白!

先摆公式:

无线电频率:

1000Hz=1KHz

1000KHz=1MHz

1000MHz=1GHz

好,下面是计算机“数据”公式:

干货开始:

无线电调制的根本原理历史上就两个,定频调幅AM和定幅变频FM。变频FM不适合高速数据通讯,pass,那就只剩下定频了。

频率定下来以后,无线电波还有两个参数可调,相位和振幅。数字时代的拼杀淘汰,最终相位调制的方法胜出,也就是下图的“PSK”,P字为第一个关键字,意为相位。

一个正弦波,设计成正的为1负的为0,一个周期波可以传递1bit,好了手机通讯的1G时代就来了,频率为900Mhz,解决了信号数字化的问题。算一下1Hz=1bit,900MHz=900Mbit=112.5MB,基站再几百人平均分一下,一个人也就百十KB,打个电话还不错。

2G在此基础上升级了一下频率,1800MHz,但1Hz依然只能携带1bit数据,比1G数据翻倍了,发个短信啥的倒是挺Happy的。

随着芯片的进步,终于科学家开始对“波”下手了,采用PSK技术移相,一个周期波可以携带2字节,1Hz=2bit时代来了,但探索发现的过程慢了。主要因为基础设施投入太大,财团们怕入不敷出谨小慎微,最终导致3G时代很保守,基站频率只到2000MHz就不走了,但是,正交移相技术“ QPSK ”的出现,让所有人眼前一亮,感觉爆发的时机来了。

QPSK,两个正交的移相波,直接实现了数据能力的翻倍,1Hz=2×2=4bit。那继续对移相调制,移相后让一个波携带4个字节,再加上正交的翻倍,瞬间就实现一个波16bit的信息传输量,16QAM这个意义深远的科技名字就出现了,本意是“QPSK技术定频16位数据传输”。Q是第二个关键词,意为正交,是3G时代的最伟大的技术贡献。

接下来4G,核心技术是64QAM,不用解释了,同样的频率,数据传输就是16QAM的4倍,那把频率再提高提高,变成2300MHz或者2600MHz,那就更厉害了一些。

5G时代呢?256QAM啊,一个波过来就带了256bit数据,这是啥概念,就是说1Hz的波带了32B,那1GHz频率的波,就能发过来32×10v9次方字符的数据,也就是29.80GB!按照下图运营商的频段划分,移动4800MHz的5G数据总带宽为29.8×4.8=143.04GB!一个基站这么大的吞吐量,就算给143个人用,每人都有1GB的秒速,给1144个人用,每人还有1Gbit的秒速!

当然电信3400MHz的要比移动4800MHz的吞吐量小一些,但只要限制一下使用人数,每人1Gbps的承诺妥妥没问题的。

最后,5G基带完全向下兼容,具备256QAM能力的5G手机用户,不用担心打不了900MHz频段的电话*⸜( ·ᴗ· )⸝*。

思考题:日本的itt公司把无线电频率调制到80GHz,然后用16QAM技术实现了100Gb的基带秒速,却宣布掌握了“6G技术”。吃瓜群众们怎么看?

(0)

相关推荐