3G、4G、5G,我(wǒ)們爲什麽要那麽多的

2022-03-09 查看(2897)

我(wǒ)們的手機接收使用同一(yī)頻(pín)段的信号可能會發生(shēng)這種情況,那麽我(wǒ)們如何将許多手機連接到一(yī)個手機發射塔,反之亦然,最簡單的解決方案是給每個人一(yī)個不同的頻(pín)段,手機可以通過它們的頻(pín)段來區分(fēn),蜂窩發射塔可以分(fēn)離(lí)出來通過網絡進行發送和中(zhōng)繼,關鍵是我(wǒ)們隻有固定數量的頻(pín)率。

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但由于無線電(diàn)波有很多不同的用途,比如空中(zhōng)和海上導航、電(diàn)視廣播,甚至業餘無線電(diàn)愛好者的使用波段。所以在手機最早的出現日子裏,并不是所有的頻(pín)率都可以随意讓手機使用,一(yī)些城市隻有兩兆赫的帶寬可供大(dà)約30人同時使用,多年來改善電(diàn)話(huà)網絡的很多努力都來自于解決這個問題.

4G或5G指的是用于發送無線電(diàn)波的新一(yī)代技術,自然而然地,這一(yī)切都是從1G開(kāi)始的,靠近給定蜂窩發射塔的用戶将被給予特定的不同頻(pín)段,工(gōng)程師稱之爲這個頻(pín)率。域多址或FDNA但是一(yī)個關鍵的突破涉及如何在物(wù)理空間中(zhōng)使用頻(pín)率的想法是将區域劃分(fēn)成一(yī)種蜂窩圖案,

每個小(xiǎo)區使用不同的蜂窩塔或基站進行傳輸,訣竅是附近的小(xiǎo)區被分(fēn)配了不同的頻(pín)率使用,但遠處的小(xiǎo)區可以使用相同的頻(pín)率,而不會重疊。這樣可以降低幹擾的可能性,因爲使用相同頻(pín)段的人可能會與完全不同的蜂窩塔通信,簡而言之,這意味着我(wǒ)們可以重複使用某些頻(pín)率,讓更多的人接入網絡,因爲有更多的帶寬,我(wǒ)們可以反複使用2G,使事情變得更有效率,而這種成功的部分(fēn)原因是時分(fēn)多址或TD。

不同的手機可以使用相同的頻(pín)段,就像在一(yī)個房間裏有兩個人用相似的聲音對你說話(huà),如果他們同時說一(yī)樣的話(huà)語,你無法聽(tīng)懂他們都在說什麽,但奇怪的是,想象他們輪流說出他們信息中(zhōng)的個别單詞,這樣你可能會聽(tīng)的很清楚。但是不隻是兩個人,雖然對一(yī)個人來說很混亂,但是機器可以很容易地及時跟蹤不同的信息。

它發生(shēng)得很快,以至于你無法感覺到中(zhōng)斷,因爲許多人現在可以使用相同的頻(pín)段,我(wǒ)們變得更有效率。使用無幹擾的帶寬和更多的帶寬帶來更多的數據,因爲2G讓我(wǒ)們做的不僅僅是語音通話(huà),讓我(wǒ)們可以發短信,甚至發送圖片信息。

然後是3G,它讓事情更進一(yī)步,随着3G的出現,我(wǒ)們開(kāi)始嚴重依賴所謂的碼分(fēn)多址或CDMA。這一(yī)次,假設四個人在一(yī)個房間裏,兩個人同時說話(huà),但其中(zhōng)一(yī)個人在房間的另一(yī)端用中(zhōng)文說話(huà),另一(yī)個人在房間的另一(yī)端,一(yī)個西班牙語流利的人和另一(yī)個漢語流利的人都在聽(tīng)演講者,因爲中(zhōng)文和西班牙語的發音非常不同,每個人都忽略了他們不懂的語言。它集中(zhōng)在他們所做的事情上,這是他們各自的信息。在手機世界裏,基站可以被編程爲同時收聽(tīng)大(dà)量信号并以不同的方式解碼,同時扮演不同翻譯器的角色,因此CDMA允許來自不同手機的信号在同一(yī)時間發送相同頻(pín)率的信号,在另一(yī)端再次被分(fēn)離(lí),這讓我(wǒ)們可以更好地利用頻(pín)段,與更多的3G用戶一(yī)起發送更多的數據。我(wǒ)們獲得了發送電(diàn)子郵件、浏覽網頁甚至觀看視頻(pín)的能力,我(wǒ)知(zhī)道,在現實中(zhōng),CDMA中(zhōng)的代碼有時彼此足夠相似,以至于會在房間裏造成問題。語言可能更像西班牙語和葡萄牙語。它們是不同的語言,但它們有一(yī)些語法和詞彙共享,一(yī)旦工(gōng)程師想出其他一(yī)些技巧來處理這個問題,比如改變用于與不同手機發射塔通信的信号的功率,以幫助區分(fēn)不同的信号,聽(tīng)起來可能會感到困惑。

随之而來的是4G,你猜它的功能更強大(dà),。來自可用頻(pín)率的帶寬,以适應迅速增長的手機用戶,他們都渴望數據工(gōng)程師實現了所謂的正交頻(pín)分(fēn)複用ING或OFDM,即使我(wǒ)們到目前爲止提到的一(yī)切都是如此,通過連續頻(pín)段發送的信号的比特實際上會幹擾他們自己,這是因爲相似的頻(pín)率在空氣中(zhōng)傳播時可能會有一(yī)點失真,在空中(zhōng)反彈時會變得混亂,頻(pín)段越大(dà),繞過這個問題的可能性就越大(dà),FDAN将單個頻(pín)段分(fēn)割成稱爲載波的小(xiǎo)部分(fēn),這些部分(fēn)的頻(pín)率相互幹擾的可能性較小(xiǎo),因爲它們是正交的,就像CDMA和4G的代碼一(yī)樣,所有這一(yī)切的結果是能夠使用寬頻(pín)段使BIOFDM能夠向手機發送更多的數據通過所有這些技術我(wǒ)們可以在每個蜂窩服務中(zhōng)重複使用幾乎整個頻(pín)譜的蜂窩通信通過塔樓爲每個人提供更多的帶寬,但是它也在兩個蜂窩的邊緣帶來了一(yī)些問題。

使用相同的頻(pín)率,我(wǒ)們最終會再次收到幹擾信号當你靠近一(yī)個發射塔時,這不是問題,但是當你在兩個不同的手機發射塔之間,與你的手機通訊的那個發射塔可能與它的鄰居使用相似的頻(pín)率,并且在小(xiǎo)區邊界,它們每個信号的強度可能大(dà)緻相同。不幸的是,有可能會有信号幹擾,但兩者都不會提供接收,我(wǒ)們稱之爲小(xiǎo)區間幹擾或ICK。目前這是現代手機網絡不可避免的問題,有一(yī)些技巧可以幫助解決這一(yī)問題,來自兩個塔的信号,甚至同時利用兩個塔的信号,這是4G的功能之一(yī),也有助于減少盲區,但即便如此,一(yī)個新的絆腳石擋路即将出現。

5G的特征之一(yī)及其所有承諾的數據是所謂的超密集網絡的網絡,該網絡由向許多用戶提供接收的許多較小(xiǎo)小(xiǎo)區組成。問題是,随着許多微小(xiǎo)的蜂窩,我(wǒ)們最終得到了更多的邊界,增加了盲區的數量,這并不意味着你的手機接收到了完全的數據,工(gōng)程師們意識到了這個問題,并已經在嘗試開(kāi)發技術來擴大(dà)帶寬,而不會造成大(dà)量幹擾。

希望我(wǒ)們的信息通訊技術越來越強大(dà),給我(wǒ)們帶來更便捷的生(shēng)活體(tǐ)驗。


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