第两百五十四章 5G时代（2 / 2）

谷傍/span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。