4G LTE到底能有多快？

admin

Hi，大家好，我是小枣君~
好久没发技术科普专题啦！
不如我们在这个秋高气爽的天气里，一起来烧烧脑？ 嘿嘿。。。

今天，小枣君要和大家介绍的是——
4G LTE，到底能有多快？

答案我不会直接告诉你滴。。。要靠我们自己一步一步地推演出来。。。
来吧！ Let’s do it！
以前我们说过，无线通信整个过程中，既有无线介质，也有有线介质。
但是，因为有线介质的速度一般都很快，所以影响整个系统通信速度的瓶颈，在于无线。
所以——

LTE之所以快，就是无线部分（手机到基站）快。
数据从手机到基站，或者从基站到手机，是按一块一块来的。
简单理解，就像“切豆腐”，从大块切成小块，小块再切成更小块，再到更更小块，它都必须是块，有最小块，但不能打成豆腐渣。

前方高能预警！请集中注意力！
LTE是具有频域和时域二维的资源。

对于LTE来说，最小的无线资源单位是RE（Resource Element，资源粒子）。
1个RE（资源粒子）就是用1个子载波传送1个OFDM符号（Symbol）。
1个OFDM符号可以容纳2、4、6个数据位。
（一个OFDM符号包含的比特数还与资源元素选用的调制方式有关系。如果采用QPSK，每个符号对应2bit。如果采用16QAM，每个符号对应4bit。如果采用64QAM，每个符号对应6bit。）
结论A：1个资源粒子最多传送6个数据位。

>>>> 子载波是什么？OFDM符号又是什么？
这个就涉及到LTE的关键技术之一：正交频分复用（OFDM）

为避免大家晕掉，今天我们先不解释，下次专题说它。
大家只需要先记住：LTE系统中，一个子载波等于15KHz。
继续往下看。
RE（资源粒子）是物理层资源最小的粒度，管理起来很不方便，所以，LTE管理和调度比它大一级的单位——RB（Resource Block，资源块）。

一个RB等于多少个RE？ 7×12=84
所以，通常说：
1个RB（资源块）就是用12个子载波传送7个OFDM符号（Symbol）。
简而言之，
结论B：1个资源块最多传送6×84=504个数据位。
一个RB（资源块），在时域（上图x轴）上，就是一个时隙（slot）。

因为 1个时隙 = 0.5ms
所以 1秒=1000ms=2000个时隙
再因为，12个子载波通常也叫1组子载波。
所以，我们通常也说：
1个RB（资源块）就是同时用1组子载波传送1个时隙。
保持耐心，我们继续！
根据设计，LTE系统支持多种频率带宽配置：
1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz, 20MHz
其中，最大的是20MHz，最小的是1.4MHz。
___________________________________________________________

为什么是20MHz呢？
因为LTE被设计为最多允许110组子载波（1组=12个）同时传输。
110 ×（15KHz×12）= 19800 KHz ≈ 20 MHz
____________________________________________________________
答案就要出来了。。。

一目了然，理论上，手机和基站之间最高的传输速率等于

有没有晕掉？我自己都有点晕。。。
那么，问题来了。。。
你手机上网，什么时候达到过 110 Mbps ？
从来没有！

为啥呢？ 原因很多。。。
首先，110M是手机和基站之间整个的通信速率，其中有的要用于管理开销，所以并不等于用户数据的下载速率。
然后，是因为信号传输方面的原因。
最主要的——用户不止你一个啊。。。
两个人就变成二分之一，三个人就变成三分之一。。。
那一个教室就100人了，岂不是速度只有百分之一？
一个基站覆盖几平方公里，上千人，那网速岂不是千分之一？
不是的哦。大家不要忘了，我们前面说的频宽，是20MHz。
但以移动为例，移动LTE有3个频段，130MHz左右的资源：
所以，它可以提供多个20MHz，满足用户需求。
实在是人特别多的场合（演唱会或比赛），它才会增加基站，或使用应急通信保障车，扩充网络容量。

另外，如果手机支持多天线技术（MIMO）的话，用户实际感受速率肯定也会和理论值不一样。
所以，大家一定要具体情况具体分析。
第二个问题，为什么LTE-A号称峰值速度能达到1000Mbps呢？
LTE-A，就是LTE-Advanced，就是增强版的LTE，采用了包括载波聚合技术在内的多种先进技术。
关键就是这个载波聚合。简单地说，它可以将多个载波聚合成一个更宽的频谱，同时也可以把一些不连续的频谱碎片聚合到一起。

（图片来自网络）

频谱更宽了，速率当然就翻倍提高了。。。
好啦，今天的内容就到这里！
想知道什么是无线帧吗？
想知道FDD LTE和TDD LTE的区别在哪吗？
想知道什么是CP（循环前缀）吗？
……
下节课，小枣君在鲜枣课堂等你哟！

声明:本文转载自网络。版权归原作者所有,如有侵权请联系删除。