5g带宽只有100Mhz，为啥下载速度能达到1Gbps？
通信二十年2020-01-11 20:58
5G的带宽只有100Mhz，但是下载速度常见的2T4R终端可以在100M带宽下达到1Gbps以上的速度。
无线通信里的"带宽"和下载速度的"带宽"其实不是一个东西。
无线通信里的带宽，是指频带宽度，也就是某个技术可以使用的无线频率最低的频率和最高频率之间的差值，单位是赫兹(Hz)。
下载速度的带宽，是指在一个网络之中，可以达到的最大的数据传输的速度，单位是比特/秒(bps)。
5G带宽并不是只有100Mhz。
NR定义了多个可以使用的无线频段，按照无线频率的高低，又可以分成两个FR(频率范围)。
其中FR1是450M-6000Mhz，也被称为Sub-6G。
顺便说一句，在无线频宽里的换算公式1K=1000,1M=1000K，进位并不是1024。
其中FR2是24250Mhz-52600Mhz，由于波长的原因，也被称为毫米波。
其中FR1可以使用的带宽是5Mhz、10Mhz、15Mhz、20Mhz、25Mhz、30Mhz、40Mhz、50Mhz、60Mhz、80Mhz和100Mhz。
其中FR2可以使用的带宽是50Mhz、100Mhz、200Mhz和400Mhz。
5G和4G不同的地方是子载波间隔更加灵活，4G的子载波间隔为固定15Khz，而5G可以选择15Khz、30Khz、60Khz以及120khz。
其中Sub-6G可以选择15Khz、30Khz、60Khz的子载波间隔，目前5G组网最常见的使用30Khz，毫米波频段可以选择使用60kHz和120Khz。
不同的子载波间隔，对应不同的RB，其中30Khz子载波间隔，100Mhz带宽对应273个RB。
RB(资源块)对应频域上12个连续的子载波，时域上1个Slot(时隙)。
4G里的20Mhz对应100个RB，只占用了18Mhz(12*15K*100=18M)的带宽，其中左右各保留了1Mhz用于隔离带。
5G里的100Mhz其实对应的是=100*1000/12*30=277.78个RB，之所以规定273个RB也是保留了部分隔离带。
计算下行最大速率，还和NR使用的帧结构有关。
NR和LTE相比，还有一个很大的不同，就是定义了多种帧结构，所以计算下载速度也非常的麻烦。
说到这里，还需要引入几个名词，那就是帧、子帧、半帧、时隙、符号。
NR和LTE一样，帧长为10ms，子帧为1ms，每个帧之中前五个子帧构成前半帧，后五个子帧构成后半帧。。
15Khz、30Khz、60Khz、120Khz子载波间隔，每个子帧对应2个时隙，每个时隙包括14个OFDM符号。
NR采用了高阶调制，当前已经应用的是最高256QAM，未来还会有更高的调制，比如512QAM、1024QAM。
不同的调制方式，每个符号可以携带不同比特位的信息，256是2的8次方，对应8个bit。
现在我们使用的频段，都是TDD频段，需要考虑到上行和下行，比较常见的是2.5ms双周期。
在时隙的14个符号之中，大概是11承载数据，有3个符号做为开销。
其中上行使用了64QAM，每个符号可以承载6比特数据（64=2的6次方)，下行使用了256QAM，每个符合可以承载8比特的数据。
100M带宽 2.5ms双周期，特殊时隙配比10:2:2的情况下，5ms有3+2*2/14=3.2857个上行时隙，折合1毫秒0.657个。
每毫秒下行时隙为(5+2*10/14)/5=1.286个。
计算下行速率（考虑终端2T4R，下行4流)=273RB*12子载波*11符号*1.286（时隙）*8（比特）*4（流）=1.483Gbps
计算上行速率=273*12*11*0.657*6*2=284Mbps
总而言之，5G使用的100Mhz在当前2.5ms双周期，10:2:2的特殊时隙配比，理论的2T4R的下载速度是1.483Gbps左右，实际上这个理论数值很难达到，需要看终端的能力以及当前无线环境，理论和实际还是有比较大的区别的。
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