5G到底是什么？

写在前面：本篇文章通过浅显易懂的方式来介绍5G的技术与原理，主要包括5G的发展历程、5G原理等内容，希望能够对你了解5G有所帮助！

移动通信（1G-5G）的原理与发展历程首先我们讲一下什么是“移动通信”，移动通信的核心在于“通信”两个字，从字面来理解的话，就是接通信息或者连接信息。我们举一个简答例子：某天下课之后，李雷把韩梅梅叫到了操场的小树林，然后对着韩梅梅说，“梅梅，我喜欢你”。韩梅梅听到之后脸上泛起了小红花，娇羞的说道，“我也喜欢你”。之后发生了不可描述的事情…….

在这个例子中，二者的对话就是一个通信的过程。不妨我们再进行一下深度思考，李雷与韩梅梅是通过什么方式进行通信的，这便是中学物理学中一个重要的概念：声波

声波有一个特点（缺点），就是传输的距离比较短。当距离过长的时候，人们之间就不能够进行通信了。那么就有一个问题：

远距离通信该怎么办了？

于是我们便有了以下的故事：我们的故事要从电磁波讲起，在很久之前，人们认为电和磁好比天上的仙女和地下的牛郎——八竿子打不着，直到有一天月老出现了，他把电和磁放到了一起，拿着磁铁在一头摆弄，发现另外一头竟然通电了；同样，电流的强弱变化也影响了磁铁的磁性，这个月老便是大名鼎鼎的法拉第，他通过牵线发现了电磁感应现象。

这意味着什么，意味着电和磁之间有一种神秘的力量，这种力量能够使得电和磁隔空相互影响，而且速度贼快，这就是传说中的电磁波，并在不就之后人们学会了如何去控制电磁波。

后来，科学家们发现其实世界上的很多信息都可以用波来表示；且对比声波，电磁波能够传播的更远，这便引起来了科学家们的注意，既然我们能够控制电磁波，那么为何不……，这就是后来的移动通信技术

1G时代刚开始手机诞生的时候，我们用的是大哥大，它使用的是模拟通信网络。李雷给韩梅梅打用大哥大进行通话，说，“梅梅，我喜欢你”，这句话形成了声波，声波传入到了大哥大，经过科学操作，转变成了电磁波，并通过天线发射到最近的A基站，然后A基站通过光缆传输到离韩梅梅最近的B基站，B基站通过电磁波传到韩梅梅的大哥大里，大哥大翻译成声波，韩梅梅就听到了，“梅梅，我喜欢你”。然后脸上又泛起了小红花……

在一条取经（通信）的道路上，要经历九九八十一难，一般人很难坚持下来，万一有一点磕磕碰碰，信息就会丢失，对方就会听不明白，甚至听不到；而且1G还有一个致命的弱点，就是它只能模拟声波，所以除了大哥大除了打电话，啥也干不了，这些难不倒科学家，于是…….

2G、3G、4G、5G……

后来科学家们在一个偶然的机会，看到了中国的一本古书，写到“一阴一样，谓之道”，于是便有了二进制，这个东西很神奇，它可以把所有的信息，包括语音、文字、图片、视频转变成0和1的代码，一旦变成了数字之后，这些东西就可以转变成“波”，这就是传说中的数字信号。数字信号传输起来就像传数字那样简单那，同时数字信号非阴即阳，即使受到了干扰，也能识别出到底是什么意思，这便大大提高了信息的准确性。

也正是因为有了数字信号，出现了2G、3G、4G、5G

移动通信的速度问题我们发现，基本上大部分的信息都可以通过数字信号进行传送，但是随着这些信息越来愈多，如果一个一个的进行传送，那岂不是说一句“爱你”真的要经历一万年？答案是不会的。为了让传输速率变快，就不得不用到下面这个公式：

这个里面有个重要的理论，就是波速等于波长和频率的乘积。而我们的传输速率与二者分不开，一般来说，频率越高，我们能够使用的频率资源就越丰富，频率资源越丰富，能够实现的传输速率就越快。这里的频率资源就好比“车”，我们用摩托车可以拉一个人，但是我们用火车可以拉上千人，所以频率越高我们就可以装载更多的信息，传输的速率当然就会变得更快。

纵观移动通信的发展历程来看，从2G到5G，我们都在频率上下功夫，且频率都越来越高。

那么问题就来了，有人肯定会问，什么不从一开始的时候，我们就使用高频段，这是因为在移动通信的过程中，如果使用了高频段，那么基站的传输距离就会大幅度的缩短，基站所覆盖的范围也将大幅度的减少。

为什么？

这其中的原因就是前面所讲的波速等于波长和频率的乘积，波速通常是不变的，所以提高频率，就意味着波长的缩短，波长的缩短就意味着基站的覆盖范围缩短，覆盖范围的缩短就意味着更多的基站，然后在过去建一个基站是需要很高的成本，成本太大。因而2G/3G/4G相对来说都是低频的，那么5G 就是高频吗？有多高？请看下图：

再来看下3G、4G、5G的频率

3G的频率：TDD\（TD-SCDMA）1880MHz-1900MHz和2010MHz-2025MHz。

4G的频率：1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz。

5G的频率：2017年12月发布的V15.0.0版TS38.104规范，5GNR的频率范围分别定义为不同的FR：FR1与FR2；频率范围FR1即通常所讲的5GSub-6GHz（6GHz以下）频段，频率范围FR2则是5G毫米波频段。

我们发现5G就是极高频，同时也对应的就是毫米波，这就意味着我们将会拥有更多的基站。基站可以分为微基站和宏基站两种，5G时代的到来，将会有更多的基站，微基站也会更多，几乎会随处可见。就像下图一样：

5G一个很大的黑科技，就是这个微基站的运用。除此之外，5G 速度之所以还快，还有一个重要的名词：D2D

D2D的意思就是device to device ,即设备对设备，根据之前我们讲的，移动通信发送数据必须要经过基站，是非D2D的，而在5G时代，同一基站下的两个用户，如果互相进行通信，他们的数据可以不通过基站就可以进行转发，这就大量节省了空中的资源，同时也减轻了基站的压力(波束赋形原理，感兴趣者可以百度一下)。

华为与5G我们经常浏览新闻的时候，看到华为与5G是绑在一块的。那么华为和5G究竟是啥关系？他们又与移动、联通、电信有啥关系？我们来看一下：

在整个通信行业中，有这么几类群体。一种人是用来提供基站原材料的，我们称为光器件厂商。还有一种人专门用来研发生产基站，这些人就是设备商，通常有华为等。这些设备商研发生产出基站之后会把这些设备卖给一些很有钱的土豪，他们就是我们经常见的运营商——移动、联通、电信，这些运营商会安装基站，更换设备，进行调试与运用管理，并且像用户收费。我们进行通信要有手机，所以还有一种人是负责生产手机的，他们就是手机厂商，比如小米、苹果等。

5G的关键在于基站的研发，而基站的研发企业就是5G，所以这就是5G和华为密不可分的原因。

实际上，技术要复杂的很多，为了让大家能够对5G有一个更好的理解，我们有些地方进行了简化处理，希望能够进行谅解。

如果感觉对您有帮助，您可以关注作者、转发或者点击再看!