4G LTE到底能有多快？

Hi，大家周末好，我是小枣君~

好久没发技术科普专题啦！

不如我们利用这个秋高气爽的周末，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。

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。。。

一是因为信号方面的原因，最主要的，因为用户不止你一个啊。。。

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：

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。

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？