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第两百五十四章 5G时代
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这速度很快啊,为啥我们感觉不到呢?

有一位伟人说——重要的事情说三遍,通信也是如此。

无线电拔山涉水,弄丢几个1,0太正常了,所以防止走丢的土办法就是抱团。

比如,用一万个连续的1表示一个1,哪怕路上走丢了两千个1,最后咱还能认得这是1。

这种傻办法只能用在民用通信,因为特征太明显,很容易被破解。

还记得北斗民用信号被破解的新闻吧,原因就在此。

民用信号只要能和其他信号区分开就行,不会弄得太复杂,不然传输效率太低。

按2g技术那样,800mhz的频率,传输数据大不过每秒几十k。

军用就两码事了,为了防止被破解,要用很复杂的组合来表示1和0,中间说不定还有很多无效信息,各种跳频技术扩频技术,还不停变换组合,总之越花哨越好。

所以同样一句话,军事通信要用掉更多的1,0,因此为了保证传输效率,军用频率就比民用高很多。

就目前来说,顶级破解技术还干不过顶级加密技术,这里不包括尚未成熟的量子通信。

军事对抗是无止境的,干不过也不能认怂,那怎办?

既然弄不清楚你的1,0,那我就索性再送你一堆,1,0,把你原有的组合搞乱,让你自己人都懵逼。

这就是电子对抗的环节,跑题了,还是说回5g。

前面说的,都是不值钱的原理,下面看看值钱的技术。

5g关键技术有一堆说法,咱给粗暴地归个类。

给振荡电路插个天线就可以产生电磁波,用特定方法改变电磁波的频率或振幅,使其变成各种复杂的组合,这个过程叫调制。

对应的,竖个天线就能收到空中的电磁波,按预定方法变回1,0,这个过程叫解调。

把电磁波发到空中,或者把空中的电磁波收下来,都需要天线,你看现在手机光溜溜的好像不需要天线了,其实有的手机里面密密麻麻放了十几根天线。

要知道,手机与手机是无法直接通信的,它是通过周边的基站与别的手机联系。

于是,问题来了,5g使用的毫米波在空气中衰减非常严重,但又不能无限制提高发射功率,怎么办呢?

这就只能在天线上做文章了。

5g的第一个关键技术那就是大规模多天线阵列。

大白话就是,增加天线的数量,不是增加一个两个,而是几百个。

这个思路很好理解,但是呢,用那么多天线发射同一个信号,稍不留神就乱成一锅粥。

多天线加毫米波,对比原先的少天线加厘米波,无线电传播的物理特征肯定不一样,得重新建立信道模型。

那信道模型怎么建立呢?

这个相当复杂和枯燥,相信我,你不会感兴趣的。

天线一多,不但能解决毫米波衰减的问题,传输效率、抗干扰等性能也是蹭蹭涨,算是5g必修课。

基站天线搞定,下面就轮到终端机的天线了,这货也有术语——全双工技术。

一般手机的通信天线只有一个,收发信号交替进行,费劲的很。

全双工技术,就是把发信号的天线和收信号的天线分开,收发信号同时进行,优点就不说了。

不过,这很难吗?

你想想,把麦克风和音响挨在一起,还要求两者能正常工作,你说难吗?因为大概率你的耳朵会聋掉。

为了解决这个问题,大体上分两个思路——

其一,物理方法,比如在俩天线之间加屏蔽材料。其二,信号处理,比如无源模拟对消等。

八九年前华为宣布已于c市5g外场率先完成第一阶段5g关键技术验证,测试结果完全达到预期。

其中两个重要验证就是大规模天线技术和全双工技术。

天线搞定了,再来就是“新多址接入技术“,这词听着真拗口,别急,马上就顺了!

举个例子,假设手机基站用100hz表示1,105hz表示0,这时又接进一个新电话,那新电话的1可以用110hz,0用115hz,如果再来新电话,依次类推。

这就是1g的思路,简称fdma。

这样两个电话就用掉了从100hz到115hz的频段,占用的15hz就叫带宽。

外行也看出来了,这路子太费带宽了。

好在那会的手机只是传个语音,数据量不大,但没过多久,终于也架不住手机数量的海量增加,很快就不够用了。

换个思路,大家都用100hz表示1, 105hz表示0,但是第一秒给甲用,第二秒给乙用,第三秒给丙用,只要轮换的好,5hz的带宽就够三个手机用,就是延时严重点而已。

这就是2g的思路,简称tdma。

再到后来,数据量越来越大,2g也玩不转了。

不过,只要有需求,就不怕没套路——在各自的信号前面加上序列码,再揉到一起发送,接收端按序列号只接受自己的信号。

就好像快递员一次性送了一叠信过来,大家按照信封上的名字打开各自的信。

然后呢,这就是3g的思路,简称cdma。

稍微上一点点年纪的人,应该都被联通的cdma广告轰炸过吧?

再发展就是正交频分多址技术,把这两个互不干扰的正交信号揉成一串发送。

所谓正交信号,和量子力学的叠加态有点类似,就是把信号叠在一起发送,就是4g的思路,简ofdma。amp;lt;!--over--amp;gt;

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