3g、4g、5g有何不同之處(編輯修改稿)
2025-08-31 23:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 或 1，例如：1Gbps(1G = 10 億)代表每秒可以傳送 10 億個(gè)位(10 億個(gè) 0 或 1)。數(shù)據(jù)傳輸率是數(shù)字通訊時(shí)實(shí)際傳送每個(gè)位數(shù)據(jù)的速率，重點(diǎn)是數(shù)字訊號(hào)讓我們可以利用不同的調(diào)變與多任務(wù)技術(shù)，使相同帶寬的介質(zhì)具有更高的數(shù)據(jù)傳輸率，這就是目前許多新的通訊技術(shù)，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(huì)再詳細(xì)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(yán)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(gè)頻率范圍，否則會(huì)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(shù)，來擴(kuò)增頻譜的使用率，例如 TDMA、FDAM、CDMA、OFDM，而在這些復(fù)雜技術(shù)的背后，只要能掌握兩個(gè)基本概念，就能了解整個(gè)通訊技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵。這兩個(gè)基本概念為「調(diào)變技術(shù)」(Modulation)與「多任務(wù)技術(shù)」(Multiplex)。其中調(diào)變技術(shù)是將模擬電磁波調(diào)變成不同的波形，來代表 0 與 1 兩種不同的數(shù)字訊號(hào)，這樣才能利用天線傳送到很遠(yuǎn)的地方(這里只談數(shù)字調(diào)變技術(shù)，不討論早期的 AM、FM 這種模擬調(diào)變技術(shù))。多任務(wù)技術(shù)則是將電磁波區(qū)分給不同的使用者使用，由于手機(jī)必須設(shè)計(jì)給所有的人使用，當(dāng)每支手機(jī)都把電磁波丟到空中，該如何區(qū)分那個(gè)電磁波是誰的呢?數(shù)字調(diào)變技術(shù)(Digital modulation)現(xiàn)在的手機(jī)是屬于「數(shù)字通訊」，也就是我們講話的聲音(連續(xù)的模擬訊號(hào))，先由手機(jī)轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的 0 與 1 兩種數(shù)字訊號(hào)，再經(jīng)由數(shù)字調(diào)變轉(zhuǎn)換成電磁波(模擬訊號(hào)載著數(shù)字訊號(hào))，最后從天線傳送出去，原理如圖3所示。圖3：數(shù)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(shù)字訊號(hào)呢?因此科學(xué)家發(fā)明了下列 4 種數(shù)字調(diào)變技術(shù)：(ASK)：利用電磁波的「振幅大小」載著數(shù)字訊號(hào)(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(shù)字訊號(hào)(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(shù)字訊號(hào)(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(shí)利用電磁波的「振幅大小」與「相位不同(波形不同)」載著數(shù)字訊號(hào)(0 與 1)傳送出去，這個(gè)圖形比較復(fù)雜有興趣的人可以參考這里。圖4：數(shù)字訊號(hào)調(diào)變技術(shù)(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(shù)字調(diào)變技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括可以偵錯(cuò)與除錯(cuò)、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(jī) 2G 的 GSM / GPRS、3G 的 UMTS、4G 的 LTE / LTEA、無線局域網(wǎng)絡(luò)(WiFi)、藍(lán)牙(Bluetooth)等都是使用數(shù)字調(diào)變，顯然數(shù)字通訊是發(fā)展的趨勢(shì)。傳送端將數(shù)字訊號(hào)(0 與 1)轉(zhuǎn)變成不同的電磁
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