整理笔记：从无线电波开始，一次性把5G原理说的明明白白！

先摆几个简单的换算公式：

无线电频率换算：

1000Hz=1KHz

1000KHz＝1MHz

1000MHz＝1GHz

好，下面是计算机比特换算：

区别其实不大，一个1000进位，一个1024进位。

1位：ロ，1或0

2位：ロロ，2的2次方4个可能

4位：ロロロロ，2的4次方16个可能

6位：ロロロロロロ，2的6次方64个可能

8位：ロロロロロロロロ，2的8次方256个可能

好了，开始展示：

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AM了。

频率定下来以后，无线电波还有两个参数可调，相位P和振幅A。数字时代的拼杀淘汰，早期相位调制的方法胜出，也就是下图的“PSK”（移相健控），划重点，P字为第一个关键字，意为相位。后期A翻盘，那是后话了。

一个正弦波，可以设计成正的为1负的为0，一个周期波就可以传递1位的信息，1或者0，那么手机通讯的1G时代就来了，频率为900Mhz，它主要功效就是解决了信号的数字化问题。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，除去纠错码控制码啥的，剩下的“可用码”也就只能打个电话了。

2G时代在此基础上升级了一下频率，从900MHz升级到了1800MHz，但1Hz依然只能携带1位1bit数据，不错了已经比1G时代数据翻倍了，能发个短信啥的，也倒是挺Happy。1代2代感觉都是寻觅和拓荒，提灯夜行一样孤独寂寞，向先驱们致敬！

随着芯片的进步，科学家终于开始对“波”本身下手了，采用PSK（移相）技术，精确控制一个周期波，一分为二，调制成可以携带2位，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，基站频率只从1800MHz升级到2000MHz就不走了，但是，正交移相技术“QPSK”（正交移相健控）的出现，让所有人眼前一亮，多少年的寻寻觅觅，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，那么1Hz＝2位。那继续对移相调制，让单一个波携带2位，加上正交的翻倍加成，瞬间就实现一个波4位的信息传输量！在这个过程中，振幅A完成了对移相P的反超。QPSK误码率高最终让位给了“QASK”，“16QAM”（正交振幅调制）这个意义深远的科技名字就出现了，本来也就是“在QASK技术下实现4位16bit的数据传输”。划重点，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！第一关键词P移相至此也完成了他的历史使命，退居二线养老去了。AM就是那个收音机FM的兄弟那个AM，振幅调制，QAM＝正交振幅调制。

接下来4G，核心技术是64QAM(2的6次方，6位)，不用解释了，同样的频率，数据传输就是16QAM的1.5倍（4位到6位），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？妥妥的256QAM（2的8次方，8位），一个波过来就带了8位数据，这就是说1Hz的波带了8bit，那1GHz频率的波，就能发过来8×10v9次方的0或者1，也就是7.63Gb！按照下图运营商的频段划分，移动4800MHz的5G数据带宽为7.63×4.8＝36.621Gb！一个基站频带就有这么大的吞吐量，给36个人分着用，每人都有1Gb的秒速！那再以15KHz为单位分开频段，每段都有36人，分个十个八个的，那一个基站就相当厉害了。

从上图看，电信3400MHz的要比移动4800MHz的吞吐量小一些的，但是，只要稍微限制一下使用的人数，“每人1Gbps”的承诺妥妥没问题的。加之手机也不是单发单收，一般都是双发双收，或者四发双收，速度绝对没问题的，就看你的套餐限制了……呵呵

5G无线电核心能力见下图。

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· )⸝*，向下兼容4G3G2G1G等。基带处理的数据洪流，那可是相当海量了，看下图的密密麻麻的计算公式，如今基带基本都在高通，华为，英特尔等等计算大佬们的手里，因为没有点儿计算处理器的设计能力，还真别想能造出好的基带芯片。尤其256QAM算法，华为的专利，相当高效，通信的最后，变成了数学，也难怪华为说他缺数学家，有道理啊。那些数学公式在下图，有兴趣看看吧。

思考题：日本的itt公司把无线电频率调制到相当高的80GHz，然后用16QAM技术(3G)实现了100Gb的基带秒速，却宣布掌握了“6G技术”。看完上文，对此问题也就不用人云亦云了吧？