最后,波长短到了零点零一纳米以下,这就是闻之色变的伽马射线,来自核辐射,全宇宙最强的能量形式之一!
你若是要毁灭一个星系,伽马射线肯定是不二之选。
实际上,科学家一直怀疑,超新星爆炸产生的伽马射线爆已经毁灭了绝大部分的宇宙文明,好在太阳系处于比较角落的地带,周边恒星不多,所以我们还有闲工夫在地球上勾心斗角。
终于说完了波长频率,那振幅呢?相位呢?
当然咱们回到微波通信。
为什么频率越高,能携带的信息就越多?
为什么频率越高,能携带的信息就越多?
以数字信号为例,信息就是一串串的1和0,所以先搞清楚人类是怎样用电磁波来表示1和0。
第一种方法叫调幅,基本思路是调整电磁波的振幅,振幅大的表示1,振幅小的表示0,收音机的AM就是调幅,缺点颇多。
第二种方法叫调频,基本思路是调整频率来表示1和0,比如,用密集的波形表示1,疏松的波形表示0。收音机的FM就是调频,优点一下就变多了。
很显然,在单位时间内,发出的波越多,能表示的1和0就越多,这就是为什么,我们前面讲到的,频率越高能携带的信息就越多。
这样算起来,频率8MHz意味着每秒产生800万个波,都用来表示1和0的话,1秒钟可以传输100M数据。
这速度很快啊,为啥我们感觉不到呢?
有一位伟人说——重要的事情说三遍,通信也是如此。
无线电拔山涉水,弄丢几个1,0太正常了,所以防止走丢的土办法就是抱团。
比如,用一万个连续的1表示一个1,哪怕路上走丢了两千个1,最后咱还能认得这是1。
这种傻办法只能用在民用通信,因为特征太明显,很容易被破解。
还记得北斗民用信号被破解的新闻吧,原因就在此。
民用信号只要能和其他信号区分开就行,不会弄得太复杂,不然传输效率太低。
按2G技术那样,800MHz的频率,传输数据大不过每秒几十K。
军用就两码事了,为了防止被破解,要用很复杂的组合来表示1和0,中间说不定还有很多无效信息,各种跳频技术扩频技术,还不停变换组合,总之越花哨越好。
所以同样一句话,军事通信要用掉更多的1,0,因此为了保证传输效率,军用频率就比民用高很多。
就目前来说,顶级破解技术还干不过顶级加密技术,这里不包括尚未成熟的量子通信。
军事对抗是无止境的,干不过也不能认怂,那怎办?
既然弄不清楚你的1,0,那我就索性再送你一堆,1,0,把你原有的组合搞乱,让你自己人都懵逼。
这就是电子对抗的环节,跑题了,还是说回5G。
前面说的,都是不值钱的原理,下面看看值钱的技术。
5G关键技术有一堆说法,咱给粗暴地归个类。
给振荡电路插个天线就可以产生电磁波,用特定方法改变电磁波的频率或振幅,使其变成各种复杂的组合,这个过程叫调制。
对应的,竖个天线就能收到空中的电磁波,按预定方法变回1,0,这个过程叫解调。
把电磁波发到空中,或者把空中的电磁波收下来,都需要天线,你看现在手机光溜溜的好像不需要天线了,其实有的手机里面密密麻麻放了十几根天线。
要知道,手机与手机是无法直接通信的,它是通过周边的基站与别的手机联系。
于是,问题来了,5G使用的毫米波在空气中衰减非常严重,但又不能无限制提高发射功率,怎么办呢?
这就只能在天线上做文章了。
5G的第一个关键技术那就是大规模多天线阵列。
大白话就是,增加天线的数量,不是增加一个两个,而是几百个。
这个思路很好理解,但是呢,用那么多天线发射同一个信号,稍不留神就乱成一锅粥。
多天线加毫米波,对比原先的少天线加厘米波,无线电传播的物理特征肯定不一样,得重新建立信道模型。
那信道模型怎么建立呢?
这个相当复杂和枯燥,相信我,你不会感兴趣的。
天线一多,不但能解决毫米波衰减的问题,传输效率、抗干扰等性能也是蹭蹭涨,算是5G必修课。
基站天线搞定,下面就轮到终端机的天线了,这货也有术语——全双工技术。
一般手机的通信天线只有一个,收发信号交替进行,费劲的很。
全双工技术,就是把发信号的天线和收信号的天线分开,收发信号同时进行,优点就不说了。
不过,这很难吗?
你想想,把麦克风和音响挨在一起,还要求两者能正常工作,你说难吗?因为大概率你的耳朵会聋掉。
为了解决这个问题,大体上分两个思路——
其一,物理方法,比如在俩天线之间加屏蔽材料。其二,信号处理,比如无源模拟对消等。
八九年前华为宣布已于C市5G外场率先完成第一阶段5G关键技术验证,测试结果完全达到预期。
其中两个重要验证就是大规模天线技术和全双工技术。
天线搞定了,再来就是“新多址接入技术“,这词听着真拗口,别急,马上就顺了!
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