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频谱的故事:从模拟信号到3G再到如今的5G网络

日期:2018年10月16日19:49 点击数:

前言:

从电报到5G通讯,实际上是个关于频谱的故事,100多年来,如何更有效率的利用频谱,如何在有限频谱中获得更高的传输率,成为无线通讯领域众多天才和企业巨头们持续攻克的目标。电话、电报、电视、网络、手机等深刻改变人类社会发展进程的发明,精确的折射出了人类掌握和使用频谱的能力。

今天,我们要回归到我们更为熟悉的领域,为各位揭开短短几十年中,模拟信号到数字信号的通讯转变,从中也记录下了人类如何走向5G时代的故事。

模拟通讯时代:随地通话的奇妙与哀愁

19世纪电报的发明,第一次将人类的信息传递速率提升至每秒30万公里,远隔七大洲五大洋的各国民族在巴别通天塔倒下后,终于有了重新交汇的可能。但谁也不会想到,短短的二十多年后,亚历山大贝尔在送话筒中喊出的第一句求助语句,会成为开启全球通讯革命的起点,有线电话从此应运而生,远隔千里之外也能让对话即时回荡耳畔。

几乎就在电话发明的100年之后的1986年,世界第一套商用移动通讯系统在芝加哥诞生,其采用模拟信号传输,将介于300Hz到3400Hz的语音转换到高频的载波频率MHz上,从而实现语音传输。至此,人类正式迈入即时语音通讯的时代,随时随地拿出拉风的大哥大拨打电话成了那个时代的标志。

然而模拟通信的弊端也非常明显,由于用户线上传送的电信号是随着用户声音大小的变化而变化的,而这个变化的电信号无论在时间上或是在幅度上都是连续的,因此模拟信号对于频谱的利用率极低,并且容易受到外界干扰,经常会遇到串号或是盗号的问题。

更为重要的是,以当时的技术水平,大哥大所采用的天线技术和模拟信号处理技术水平直接决定了产品的好坏,在厚重电池和长天线的影响下,大哥大丑陋的砖块外观不但不方便携带,续航和信号都不容乐观,用户常常需要在高处寻找信号。

虽然模拟时代的通信需要花费高额的成本,但妙不可言的通话体验却吸引了一大批拥趸,而别着急,GSM时代即将来临,他将正式开启移动通信的2G时代!

GSM一统天下:短信登上历史舞台!

GSM全名为Global System for Mobile Communications,作为第二代移动通信技术,它最初的开发目的就是让全球各地均可以使用同一个移动电话标准,甚至让用户手持一部终端就能在全球任意区域使用。(来源:爱活网)