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一个正弦波也有3大特征,幅度,相位,频率。我们可以利用电磁波的这3大特征来传递信息。
下面的公式(1),描述了一个正弦波信号:
所谓调幅、调频、调相,就是下图的样子
看出来了没?0和1,被“调”进了不同的电磁波波形之中。
5G速度那么快,它是怎么调制的呢?
在3GPP协议(TS 38.201)中,定义了5G支持的调制方式如下:
按照使用的载波的特征的不同,5G采用的调制方式可以分为两大类:
载波的相位变化,幅度不变化:π/2-BPSK, QPSK。这就是前面说的PSK(Phase-Shift keying相移键控)。
载波的相位和幅度都变化:16QAM, 64QAM,256QAM。这一类专业名词叫做QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交振幅调制)。
星座图
各种调制方式之间的差异,还是不太容易理解。
想一想,为什么我们能很容易区分各种水果的不同?(什么是苹果,什么是香蕉,什么是红苹果,什么是大苹果。)
这是因为我们见过实物,看到过不同状态的水果。
那么,我们能不能把调制方式也用图表示起来呢?
可以。为了直观的表示各种调制方式,我们引入一种叫做星座图的工具。星座图中的点,可以指示调制信号的幅度和相位的可能状态。
BPSK星座图
pi/2-BPSK星座图
QPSK星座图
16QAM星座图(规划因子)
16QAM:一个符号代表4bit
64QAM星座图
64QAM:一个符号代表6bit。
256QAM星座图
256QAM:一个符号代表8bit。来个动图,帮助理解:
QAM示意图(来自cisco)
从星座图中可以看出PSK调制信号的幅度不变,相位有变化。QAM调制信号的幅度和相位在变化。
正是因为每个符号能代表的bit数不断提升,使得携带的信息量提升,最终让这个“交通工具”能显著提升速率。
可能大家觉得5G好像也不是很难的样子嘛。既然我们已经有了通信模型和星座图两大法宝,是不是可以自己打造一套下一代通信系统出来呢?
Hoho,你以为256QAM就是那么简单就搞出来的吗?上图!
3GPP 38.211协议中定义的5G调制方式的映射关系
懵圈了!有木有? 通信搞到最后,都是数学!