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從事WiFi,藍芽,5G毫米波等無線通訊系統與晶片設計近30年的工程師 !

2020年10月23日 星期五

1. 5G時代來臨 - 聊聊手機發展進程

1G手機

第一代手機是類比式手機,只能傳送語音信號。

所謂類比式是指語音信號是以不同頻率類比的方式作處理來區隔不同的用戶,類似調頻(FM)式收音機的信號處理方式。

在頻寬有限情況下,能夠容納互相不干擾的頻帶有限,因此門號數非常有限,同時手機不僅貴,且大而笨重。

另外,類比式信號處理不像現代數位式信號處理,可依據不同取樣率配合不同複雜度的演算法作數位信號處理,抗雜訊與抗相鄰載波漏洩信號的能力差,造成通話品質較差。

2G手機

1992年第二代 GSM 手機問世,則是第一隻數位式手機。

語音信號採用GMSK數位調變,在頻寬有限情況下,能夠容納更多互相不干擾的頻帶。

搭配在時域進行數位方式時域多工接取方式來處理同時多個用戶的接收與傳送,大幅增加了門號的數目。

引入了簡訊(SMS)功能,提供簡單的數據服務。

3G手機

第三代CDMA手機則是在2001年開始上市,同時支援聲音及數據資訊電子郵件即時通訊等),還提供多媒體傳送服務。

3G規格是由國際電信聯盟(ITU)所制定的IMT-2000規格,存在W-CDMACDMA2000TD-SCDMA、WiMAX四種標準。

CDMA最大的優點就是相同的頻寛下可以容納更多的門號與用戶,而且可以隨語音傳送數據資訊。

4G手機

全世界開始推廣4G 手機,最早是從2009年挪威奧斯陸和瑞典斯德哥爾摩開始提供資料連接服務,美國是在2011年開始商用,台灣則是在2014年開始啟動。

4G 標準為3.5G HSDPA標準過渡到4G 的版本,俗稱為3.9GLTE-A才符合國際電信聯盟無線電通訊部門要求的4G LTE標準。

4G 主要建立在OFDMA技術上。由於可以把許多子資料載到許多的頻域子載波通道上,並同時運用時域作多工切分接取,因此非常彈性並有效地提升了頻譜使用效率,也就是大幅增加了系統的資料傳輸量。

在一個基地台內,某些使用者只是講電話或使用線上交談,並不會傳輸很多的數據,但另一部分的使用者,同時間可能在下載檔案或看線上影片,需要傳輸較多的數據,OFDMA 就可以彈性分配給不同使用者所需要的資源。當使用者不再需要傳輸大量數據時, 也可以快速地把資源分享給其他人使用。

4G 另一個關鍵技術是開始採用多輸入多輸出(MIMO)傳輸技術,能利用發射端的多個天線各自獨立發送訊號,同時在接收端用多個天線接收並恢復原訊號。

5G手機

隨著各種多媒體應用在手機的普及,用戶對於頻寬與傳輸速率有越來越大的需求,也促使5G相關技術與標準的制定。第三代合作夥伴計劃(3GPP)已在2018年六月完成Release-15涵蓋至52.6GHz毫米波頻段; 2020年七月初完成Release-16涵蓋至100GHz毫米波頻段之第五代無線行動通訊(Fifth Generation Mobile Communication,5G)標準的制定。

2 則留言:

Unknown 提到...

100Ghz要如何測試?有示波器可以看到這種頻率?

運匠的5G新那依優 (5G New Radio) 提到...

有喔!! 像 Infiniium UXR系列示波器可以達到110GHz.