3g、4g、5g有何不同之處(編輯修改稿)
2024-08-31 23:31 本頁面
【文章內容簡介】 或 1，例如：1Gbps(1G = 10 億)代表每秒可以傳送 10 億個位(10 億個 0 或 1)。數據傳輸率是數字通訊時實際傳送每個位數據的速率，重點是數字訊號讓我們可以利用不同的調變與多任務技術，使相同帶寬的介質具有更高的數據傳輸率，這就是目前許多新的通訊技術，例如：3G 使用的 WCDMA、4G 使用的 OFDM 等被發(fā)明出來的原因，后面會再詳細說明。在前文中，我們了解到無線通信的頻譜有限，分配非常嚴格，相同帶寬的電磁波只能使用一次，例如 2G 的 GSM900 系統(tǒng)使用頻率范圍 890~960MHz，則其他的無線通信就不能再使用這個頻率范圍，否則會互相干擾。為了解決僧多粥少的難題，工程師研發(fā)出許多技術，來擴增頻譜的使用率，例如 TDMA、FDAM、CDMA、OFDM，而在這些復雜技術的背后，只要能掌握兩個基本概念，就能了解整個通訊技術的發(fā)展關鍵。這兩個基本概念為「調變技術」(Modulation)與「多任務技術」(Multiplex)。其中調變技術是將模擬電磁波調變成不同的波形，來代表 0 與 1 兩種不同的數字訊號，這樣才能利用天線傳送到很遠的地方(這里只談數字調變技術，不討論早期的 AM、FM 這種模擬調變技術)。多任務技術則是將電磁波區(qū)分給不同的使用者使用，由于手機必須設計給所有的人使用，當每支手機都把電磁波丟到空中，該如何區(qū)分那個電磁波是誰的呢?數字調變技術(Digital modulation)現在的手機是屬于「數字通訊」，也就是我們講話的聲音(連續(xù)的模擬訊號)，先由手機轉換成不連續(xù)的 0 與 1 兩種數字訊號，再經由數字調變轉換成電磁波(模擬訊號載著數字訊號)，最后從天線傳送出去，原理如圖3所示。圖3：數字通訊示意圖。(Source：the noun project)電磁波是連續(xù)的能量，如何利用電磁波替我們傳送這些0與1的數字訊號呢?因此科學家發(fā)明了下列 4 種數字調變技術：(ASK)：利用電磁波的「振幅大小」載著數字訊號(0 與 1)傳送出去，振幅小代表 0，振幅大代表 1，圖4(a)所示。(FSK)：利用電磁波的「頻率高低」載著數字訊號(0 與 1)傳送出去，頻率低代表 0，頻率高代表 1，圖4(b)所示。(PSK)：利用電磁波的「相位不同(波形不同)」載著數字訊號(0 與 1)傳送出去，相位 0176。 代表 0，相位 180176。 代表 1，圖4(c)所示。(QAM)：同時利用電磁波的「振幅大小」與「相位不同(波形不同)」載著數字訊號(0 與 1)傳送出去，這個圖形比較復雜有興趣的人可以參考這里。圖4：數字訊號調變技術(a)ASK：振幅小代表 0，振幅大代表 1。(b)FSK：頻率低代表 0，頻率高代表 1。(c)PSK：相位 0176。 代表 0，相位 180176。 代表 1。數字調變技術的優(yōu)點包括可以偵錯與除錯、可以壓縮與解壓縮、可以加密與解密、更好的抗噪聲能力等，我們所使用手機 2G 的 GSM / GPRS、3G 的 UMTS、4G 的 LTE / LTEA、無線局域網絡(WiFi)、藍牙(Bluetooth)等都是使用數字調變，顯然數字通訊是發(fā)展的趨勢。傳送端將數字訊號(0 與 1)轉變成不同的電磁
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