5G到底有多快?

5G到底有多快?

儘管5G最終將不僅僅是我們的智能手機更快的下載速度,但事實是,這就是大多數人現在感興趣的東西。很好,因為實際上這是5G首次部署所必須具備的全部功能。與大多數人現在擁有的4G LTE連接相比,5G數據連接實際上要好得多和快多少?有許多因素會影響無線連接的速度,包括為智能手機的調制解調器與電信運營商的蜂窩網絡基礎結構之間的每個連接通道分配的帶寬量。另一個因素是所使用的5G信號的類型-毫米波(mmWave)或6 GHz以下5G蜂窩連接(或就此而言,任何無線連接)的速度中最重要的因素是用於在設備和網絡之間進行連接的各個通道的寬度。將其視為管道的寬度。管道越寬,可以通過的數據就越多。這些無線電頻譜塊(以MHz為單位)是確定可以同時通過單個連接傳遞多少信息的基本單位,也稱為吞吐量。對於4G LTE網絡,通道的範圍可以從1 MHz到20 MHz,但是在5G的情況下,單個通道的寬度可以高達100 MHz-理論上提供的帶寬是4G連接的五倍。實際上,5G NR(新無線電)標準中的這一差異可能是5G網絡比4G網絡更快的最重要原因。

600 MHz時的10 MHz帶寬提供了與39 GHz時的10 MHz帶寬相同的數據吞吐量(即速度)。但是,對分配給特定頻率的信道寬度有很大的歷史影響,尤其是在較低範圍內,例如2 GHz以下。在頻譜分配的早期(將某些頻率專用於某些應用或某些公司的過程),許多較低的頻率是第一個被分配的,因為它們更易於傳輸。許多最初的無線應用對帶寬的需求非常小,因此,不同頻率下的信道分配“塊”的大小非常小。不幸的是,對於較低的帶寬頻率,該歷史遺產對信道大小保持了很大的影響。

隨著5G的發展,核心思想之一是增加通道的寬度,以便能夠提高網絡的整體潛在速度。在某種程度上,這是可能的,因為對於以前未使用的頻率(如mmWave),沒有歷史通道大小限制。

載波聚合(CA)是一種技術,可讓電信公司利用各自擁有的不同頻率集來提供更強大的產品。可以把它想象成一條高速公路,其中單車道上的汽車代表通過單個通道傳輸的數據字節,但是跨多車道高速公路的所有車輛組合起來描述了該道路的總潛在吞吐量。

使用4倍載波聚合,您可以將其中四個通道合併為一個統一連接。需要特別注意的是,您甚至可以組合來自無線電頻譜非常不同部分的“通道”。因此,例如,您可以將600 MHz頻段中的10MHz範圍與39 GHz頻率中的100 MHz頻譜組合在一起,以得到比兩者都快的組合數據速度。毫不奇怪,您還可以組合頻譜中緊挨著每個頻率的批次頻率。

在5G(包括NSA和SA)中,您還可以利用併發載波或CC,它們在概念上類似於CA在連續頻帶範圍內。對於6代以下的5G服務,您可以組合最多兩個100 MHz的通道以獲得最大200 MHz的帶寬,而mmWave在800 MHz的情況下最多支持8CC。結合毫米波頻率更可能在每個通道上使用全部100 MHz電位的事實(而許多sub-6 5G頻率具有比100 MHz小得多的通道),這就是為什麼mmWave 5G服務已經成為比第一個實際測試中的6級以下5G快得多。當然,更快的速度也帶來了更短的範圍,這就是為什麼毫米波和6級以下頻率在5G中都起著重要作用的原因。目前,所有電信網絡均不支持4CC以上,

影響無線數據連接速度的其他因素還包括諸如MIMO(多輸入,多輸出)之類的傳輸技術,該技術允許同時通過設備內部的多個天線發送信號,而不是一次發送一個。使用4G,可以進行4x4 MIMO,顧名思義,它允許同時發生四個連接。5G的一項新功能稱為Massive MIMO,通過將無線電傳輸波束對準特定方向,它可以支持多達100個同時連接。對於毫米波頻率,通過稱為波束成形的技術啟用了Massive MIMO,正如其名稱所暗示的那樣,由於使用了許多纖巧的可操縱天線,因此可以創建非常緊密定向的無線電信號波束。

許多智能手機中使用的一項重要數據壓縮技術稱為QAM(正交幅度調製),其最新版本為QAM1024。雖然很容易忘記,但蜂窩連接實際上是基於模擬波形的,並且QAM技術提供了一種非常複雜的方法。將更多數據位編碼為模擬射頻信號的方法。

在以相同頻率廣播的4G信號和5G信號的簡單比較中,在所有其他因素相同的情況下,兩個“ G”之間的數據吞吐量差異非常小。由於5G信號的編碼和傳輸效率更高(這歸功於5G NR或標準的New Radio中內置的增強功能),因此5G連接將更快,但是5G的差異僅在5-10%範圍內超過4G。

與大多數所有無線技術一樣,必須在設備上以及與其連接的蜂窩網絡中都支持上述所有功能,才能正常工作。對於設備,這些功能中的許多功能取決於電話內置的調制解調器的特定類型及其提供的功能。雖然大多數人不會花時間去研究智能手機調制解調器規格上如此詳細的內容,但調制解調器功能非常重要,尤其是對於5G。

在不支持該技術的情況下(例如在可能未安裝更新的網絡基礎設施設備的偏遠地區),這些技術根本不會用於該特定會話。當您整天移動到不同的位置,因此將您的小區連接從一個塔切換到另一個塔時(蜂窩網絡的一個神奇的部分,很容易忽略),您可能會發現連接速度有所提高,其中某些原因可能是由於使用這些不同的技術。

5G服務的5G速度在400-500兆比特/秒

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