关于移动通信的通信标准(3G、4G、5G)

1.关于移动通信的概念

1频带、频率和频谱

移动通信属于无线电领域,工作在一定的频率(或频段)上,国际电信联盟对全球无线频率的使用有统一的划分标准,对于具体一个国家,只有该国无线电管理部门将相应的无线电资源分配给某一领域,才能正式用于相应领域的无线电通信。

所以第一个xxM就代表无线通信的工作频率是xxMhz,对应的是属于国家和国际定义的某个频段,在频段前加一个或多个字母来代表它的代数。

例如,频率(上行链路 890-915,下行链路 925-960)定义为 2G 操作的 8 个频段,我们称之为“1”

对于 3G 工作,我们称之为 U900()或 U8,

对于4G工作,我们称之为L900()或B8;

对于 5G 工作,我们称之为 N8;

部分频段的划分如下图所示(4G-FDD部分):3G、4G、5G是不同代的移动通信标准,代表着移动通信技术不同的发展阶段。

1.3G(第三代):

技术标准:3G的主要技术标准包括和UMTS()。

ps. GSM标准(及其升级版本EDGE)采用的是900M频段(band8)和1800M频段(band3);美国也采用1900M频段(摩托罗罗也在中国销售其三频手机,但当时很多消费者都明白,中国还没有部署1900M频段网络)。

CDMA标准(和),采用850M频段()。CDMA,Code Multi-,码分多址技术,应该说是比较先进的技术。这项技术之所以“死亡”,基本上就是高通收取高额专利费自取灭亡,以至于被很多运营商抛弃。

数据传输速度:提供相对较快的数据传输速度,并支持更高的数据速率,适合移动互联网、视频通话和多媒体传输。

特点:3G是首次引入移动宽带数据服务的一代,为移动通信提供了更多的功能和服务。

2.4G(第四代):

技术标准:4G采用LTE(Long-Term)技术,是全IP(全IP)网络。

Ps. 目前全球主流的LTE有两种:LTE-TDD和LTE-FDD

TDD就像一条车道,20米宽(20Mhz带宽),两边有红绿灯控制,有时候从东往西(上行),有时候从西往东(下行),用时间和时隙来区分这条车道是往东还是往西;看上去这条车道可以往西也可以往东,但在某个时刻,它是单行道。只不过因为切换得太快,你根本感觉不到切换。这个技术主要的设计基础是大家对数据上下行的使用是不均衡的,对用户来说,数据下行多,上行少,比如你平时经常浏览网页、看视频,那往上发的数据就少。 (这个场景这几年面临的最大挑战就是视频通话,你的视频是通过上行传给对方的,由于TD技术的特性,上行网速比较低,所以如果双方在视频聊天,一方用的是TD制式的4G,他会感觉可以很流畅的看到对方,而另一方看到自己会感觉很卡,对方还会说是对方网络不好,你看我这边看的很清楚,其实是我这边上行有问题。)

FDD有两条车道,两条20米宽(两个20Mhz带宽载波),一条东西一条西东,也就是一条载波上行,一条载波下行。这样看上去好点,但是占用了两个对称的载波,而频谱是一种资源,非常紧张(很多国家和地区的频谱资源都是拍卖的,所以海外运营商很少有连续完整的载波,尤其是低频的),需要提高利用率。所以TD利用效率高;FDD占用空间,需要建两条车道,占用资源多,但是速度快。「1」

数据传输速度:提供更快的数据传输速度,支持更大的带宽,以适应更高级别的移动互联网服务,如高清视频流、在线游戏等。

特点:4G是一项革命性的发展,它提供了更快的上行和下行速度、更低的延迟和更好的覆盖范围,为移动宽带服务奠定了基础。

3.5G(第五代):

技术标准:5G采用NR(New Radio)等新一代技术,基于以太网技术构建更加高效、灵活的网络。

数据传输速度:提供比4G更高的数据传输速度,支持更多设备同时连接,实现更低的延迟,适用于更多智能设备、物联网、大规模数据传输。

特点:5G被认为是一种新的通信范式,不仅提供更快的速度和更大的容量,还支持更广泛的服务,包括超高清视频、虚拟现实、自动驾驶等。

总体来说,每一代移动通信标准都对之前的标准进行了改进和创新,提高了数据传输速度、网络容量、服务质量以及支持的应用类型。

科普引文[1]:

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