给忙碌者的5G基础知识课（一）——比黄金还贵的频率

作为一个通信专业研究生和通信从业者，我一直觉得自己写的关于5G科普的文章应该已经够浅显易懂了，然鹅，最近总有人跟我反应，我写的东西，实在太难理解了--

深刻反思了一番后，我觉得之所以大家读不懂文章里我以为自己解释的已经够浅显易懂的知识点，是因为5G本身是非常上层的技术，而在其之下的一层层“地基”，也就是通信基础知识，大家并不是很理解。

因此，从今天开始，我决定用连续几篇文章连载，来为大家讲讲5G技术基础中的基础，用大白话跟大家聊聊通信基础理论，专门为白天上班忙碌偶尔刷刷微信的你而准备--

什么是“波”

提到通信，首先就要说说“波”。百度百科上对于“波”的定义是：振动的传播。咋理解呢？先列举一些带波的词组：水波、声波、动感光波、龟波气功、波波维奇。除了最后一个，其实前面几个都和我们今天的主题有关。

当你说话时你的声带是震动的，你的声音通过空气震动到了对方的耳朵里；当你用手拍水时，你的手是震动的，通过水将波浪传递到了岸边；当你使出一招龟波气功时，你深厚的内功震动了你前方的空气，并且空气的震动最终击伤了你的敌人。

这就是波，传递信息的主要载体。以你说话为例，当你说话时，你说出了不同的文字时声带的震动是不同的，因此空气中的发出的波的波形出现了差别，对方的耳朵依靠波形的不同，识别出了不同的文字，传递了信息。

移动通信的基本原理，到这里我就讲完了。

没错，12345G的基本原理都是这么简单。

当你说话时，你就是一个“基站”，而听你说话的人就是“手机”，你的声带相当于天线，把声波（无线电波）发射出去，而对方的耳朵相当于手机天线，对方的大脑相当于手机的芯片，分别接收下了无线电波，并通过声波的波形不同，解析出了你的话语内容。

什么是频率

我们都知道，在空气中传播的，不但有2G信号、3G信号、4G信号、5G信号，而且还有无线广播、WIFI信号、对讲机信号、雷达信号等等各类无线电波。

有时你有没有感觉奇怪，如果在会议上大家分别七嘴八舌讨论各自的事情往往会议主持人会喊“大家安静下”，因为同时在空气中传播的声波混淆在一起，这样谁也听不清谁的话了。

那么为什么这么多种应用的无线电波却可以同时在空气中传播？而且你使用手机，完全不耽误你使用收音机，再用着对讲机？

这是因为，不同无线电波使用的频率不同。频率的定义是1s内波周期性变化的次数，频率的单位是Hz（赫兹），一个“波”如果一秒钟周期变化一次，那么他就是1Hz。也就是说，上面所提到的种种无线电波，由于他们震动的频率不一样，有的快有的慢，就算他们混杂在同样的空气中传输，但是因为他们的频率不同，所以竟然可以相安无事的各自传输互不干扰，是不是很神奇。

同理，如果两种通信使用的无线电波频率相同，那么他们之间必然存在干扰，结果就是谁也没法传输了。因此中国的工信部会统一将全国所有需要使用无线电的行业，他们所使用的的频率提前分配好，互相之间严禁非法占用，否则后果不堪设想。

由于信息传输的数据量往往比较大，是需要一定的频率范围来传输的，这样的频率范围在通信中叫做“频带宽度”，简称带宽，和你家上网50M还是100M带宽其实是一回事儿，带宽越大，传输数据的速率越快。只不过家里宽带上网的电波在网线里传输，你家的网线和你邻居家的网线是完全隔离开的，也就是说可以使用同样的频率也互相不干扰。

但是对于无线电来说，大家都在暴露的空气的传输，因此空气中的频带资源异常的稀缺。如上图所示，仅仅从1745MHz--3000MHz的频带中，就挤进去了这么多的应用，这样的结果，就是每个行业都只能用其中的一小段，比如对于4G网络来说，每家运营商分得的频带只有几十M不到100M，这是导致你手机上网速度受到制约的主要原因。

那么你可能就要疑惑了，为什么大家都要挤在这1000多到3000M范围之内的频段内呢？先来看一条新闻。

是不是第一次听说？原来在西方国家频段还要拍卖，这则新闻中的德国电信运营商，竟然花了几十亿欧元，才买了几十M的带宽，黄金钻石比特币和无线电频段的单价比起来简直弱爆了。

为什么大家要为这么一丢丢频段争得你死我活？因为频段也分贵贱，而且“好频段”的价值比“坏频段”的价值要高出几个数量级！

无线电波虽然可以在不同的频段上传输，但是，频段越低，无线电波能传输的范围越广，越高传输的范围越近。打个比方，声音低沉的人（说话声音频率低），用同样的声音说话，很远处也能听到，而声音尖细的人（说话声音频率高），用同样的声音说话，可能远处就听不到了。

同样，高频电波穿透能力较低频传输和穿透建筑物等阻断物能力弱的多，覆盖范围小很多，对于运营商来说，如果你比自己的竞争对手使用的频率高，也就是说，你要建设更多的基站，才能覆盖同样的区域，这就是钱啊。

所以，既要保证频率够低，又要保证带宽足够（起码得有几十上百MHz带宽），那么，几百MHz到2、3000MHz的频段便是最佳的选择，因此各行业企业争夺十分激烈。而在这个频段内，当然是频率越低越好。

比如“非主流”运营商中国广电（目前还一个基站没有），却有着国家很久前分配的黄金频段700MHz，而且广电豪言要将700M用于5G建设，假如真实现的话，相当于广电建设一个5G基站的覆盖范围，等于移动联通电信建设N倍的站点的覆盖范围。

再看看移动联通电信三家运营商被工信部分配的5G频段：

一方面，相比广电，三家运营商的频段都弱爆了。另一方面相对联通电信，移动的频带似乎要宽的多。移动一共被分配了2段带宽，分别是2675-2515=160M以及4900-4800=100M，合计260MHz带宽。

而联通电信分别是3600-3500=100MHz以及3500-3400=100MHz，也就是分别100MHz带宽。

按照我们上文的说法：1、频段越低越好；2、带宽越大越好。这么看，移动不但有2515到2675频段，相对联通电信更低的频段（3400到3600），另外还有累计260MHz的带宽，相对联通电信各自的100M翻倍都不止，这不是工信部拉偏架吗？这也太照顾移动了。

然鹅，事情并没有那么简单。首先，移动被分配的4800-4900MHz的频段太高了，单站覆盖范围太近，用于室外覆盖简直捉襟见肘，基本可以忽略不计。

其次，移动分配的2515到2675频段，本身和移动自己的4G主力频段，竟然有一大段是完全重叠的，也就是说，移动只有把自己在这个频段内的4G业务停了，才能把它空出来给5G用。而5G商用尚需一段时间，4G的流量收入仍处于高速上升期，怎么能把手里的印钞机扔了呢？

反观联通电信，虽然3400-3600的频率高是高了点，但是100M都是空闲的，没有任何行业在使用，随时都可以上马。再加上最近的消息：联通电信要共享共建5G的无线网，也就是说，人两家的各100M要合并成200M一起使了。

所以说，作为三家运营商共同的妈-工信部，可不会只让大儿子把便宜都占了，反而会想办法“劫富济贫”，多帮帮两个困难的小儿子。

今天的内容就到这里了。下期继续5G基础知识的话题，我会保持每周3-4篇（非节假日）的更新速度，且尽全力提供自己原创的高质量内容，如果喜欢，还请各位读者老爷们关注转发。