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Vol.052 你的手机是怎么上网的?

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而你的手机使用的通信标准,就直接影响你的上网体验。

1979 年日本 NTT 部署了第一个1G 通信标准的网络,1G 网络把人说话的声波叠加在无线电载波上,这种信号也被称为模拟

90 年代开始,通信技术进入 2G 时代,模拟信号被 0 和 1 组成的数字信号取代,手机也可以上网了。

很长一段时间,手机的网速只有每秒 40 kb 左右,用手机偷菜

这是因为 2G 网络的带宽太小。这张图中,我们用不

无线通信必须在规定好的频段内进行,每个频段占用一段连续的电磁波谱,然后被分为多个信道。

而带宽指的是信道所允许的最高频率,和最低频率的差。就像管道越宽,水流量越大一样。根据香农-哈特利定律,带宽越大,网速越快。

GSM 的带宽只有 200 kHz,而 3G 通信标准 WCDMA则达到了 5 MHz,相差 25 倍。这样,你的网速从 2G时代的 40 kb/s进化到了以 Mb 为单位。

而 4G 时代,带宽被提升到 20 MHz。配合更加高效的调制方案提升频谱效率 ,4G 可以提供 100

网络的进步和移动应用的发展是互相推动的智能手机的出现,促成了 3G 网络 2009 年在中国的大规模商用,而 4G 网络则带动了近两年来短视频应用的增长。

如今手机应用对网络的性能,又提出了更高的要求。比如实现 3D 结构光视频通信、

5G 网络应运而生。首先,为了实现最高 20 Gbps 的网速,5G 必然要进一步提高带宽到 1 GHz以上。

但是 6 GHz 以下没有足够的空余来安放带宽如此庞大的频段,因此 5G 网络使用了波长在1到

那么问题来了,毫米波虽然可以带来更快的网速,但是短波的衍射能力很差,长距离的信号衰减也很严重。

这时候,我们就需要将电磁波的能量更加集中地利用起来,直接发往接收方的方向。就像将一个普

为此 5G 引入了相控阵天线来配合毫米波。与传统的一根天线发射另一根天线接受不同,相控阵天线上有多根天线,因此可以通过干涉增强特定方向的信号。

干涉指的是两列以上的波在空间上产生叠加形成新波的现象。

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单天线系统发射的电磁波会因为建筑物反射等原因,引起干涉进而导致信号衰落,这就需要交织编码来改善衰落导致的信号差错。这一过程会产生至少 33ms 的延迟。

5G 的相控阵天线由于有多个天线组成阵列,可以大大减少由于随机的干涉产生的衰落,因而简化交织编码过程,将延迟降低到 1ms。

5G 虽然带来了巨大的性能提升,但射频芯片、天线和相关算法的升级也大幅提升了研发难度,带来诸如手机自干扰、毫米波球面覆盖等技术问题。

这也给像 OPPO 这样的移动终端厂商提出了更大的挑战,12 月 OPPO发布了基于 X50 基带的 Find X 5G 原型机。在刚刚过去的MWC上,O

OPPO 还与4 家全球领先的运营商达成合作,有望在 2019 年成为首批商用 5G 手机品牌。

随着 5G 的铺开,手机也将出现更多颠覆性应用,云游戏让大量数据在云端被计算再传输回手机,用手机就能流畅体验 3A大作。

3D 全息影像等各类技术也终于有机会真正落地,凭借在 3D 领域的积累,OPPO 也在 3D 虚拟社交等领域进行探索,为用户带来身临其境的感受。

5G 手机将成为万物互联的中枢,也许在不久以后,你也可以拿着下一代的 OPPO 手机,像 Sheldon 一样

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  • Mar 29, 2020. By parozhao
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