4G 每5Mhz頻寬*7.5=理論值37.5mbps - 手機討論

※ 引述《johnny9667 (強尼哥)》之銘言：
: 請問 為什麼頻寬 5MHZ要乘7.5才是他的理論值速度?
: 有人知道嗎? 是用哪種調變技術?

非專業，以個人所知儘量解釋。


名詞解釋

Guard Band：為避免訊號干擾而預留的閒置頻寬。
Resource Block（RB）：LTE 定義的資料傳輸單位。
Resource Element（RE）：LTE 定義的訊號單位。
Subcarrier（子載波）：訊號調變的基本單位。


LTE 定義每個子載波的頻寬為 15KHz，在 0.5 毫秒（ms）內可傳送 7 個 RE，
而一個 RB 的頻寬為 200KHz，包含 12 個子載波（180KHz）與 20KHz Guard Band。
所以一個 RB 包含 84 個 RE，以 1 秒來看則會有 168000 個 RE。

每個 RE 的資料量是依調變方式而定：QPSK（2bit）、16QAM（4bit）、64QAM（6bit），
目前多以 64QAM（6bit）為主。再來，LTE 定義的可運作頻寬皆由多個 RB 組成，分別為
1.4MHz（6）、3MHz（15）、5MHz（25）、10MHz（50）、15MHz（75）、20MHz（100），
故可算出在採 64QAM 調變的前提下，頻寬 5MHz 理論上與實測上能夠傳輸的資料量是：

168000 * 6 * 25 / 1000000 = 25.2 Mbps，扣除實測得出的 25% 損耗後為 18.9 Mbps。

在基地台和裝置都只配備一組天線（SISO）的情況下，5MHz 最多只能跑到 18.9 Mbps，
但目前的主流是各配備兩組天線（2x2 MIMO），因此速度是兩倍的 37.8 Mbps，
如果天線再增加到各四組（4x4 MIMO）的話，速度就來到 75.6 Mbps，以此類推。
但考慮到裝置要再增加天線的困難度，就先停留在兩組（2x2 MIMO）的想像吧。

以 5MHz 為單位，其他頻寬的速度便是倍數成長：20MHz＝151.2 Mbps，
40MHz＝302.4 Mbps，60MHz＝453.6 Mbps…之後便是裝置能否跑那麼快的問題了。

上頭主要提的是下載速度，上傳部分由於干擾等等的問題，
調變方式多只用到 16QAM（4bit），可自行按公式計算。

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如果講求方便的話看上面就好，這裡是 3GPP 所做的更精確計算，
在兩組天線（2x2 MIMO）的情況下各運作頻寬能提供的下載速度為：

5MHz＝36.696 Mbps，10MHz＝75.376 Mbps，
15MHz＝110.136 Mbps，20MHz＝149.776 Mbps。

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