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【手机常识】聊聊目前4G的三种语音通话解决方案
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本帖最后由 浮沉若梦OS 于
16:57 编辑
& &&&& &近日，在论坛看到有网友反馈为什么打电话的时候不能使用4G网络。这边想了一下，决定发个贴子普及一下目前4G下的三种语音通话解决方案到底是怎么一回事，以及其工作原理。相信我们聪明的网友看完这篇帖子会对此有些了解，以及解答了部分网友的疑问。& && &&&细心的网友可能会发现在日常使用中发现我们的Find7在4G网络下高速下载东西时，假如来了一个电话。我们的手机会马上切换到2G网络，这个时候下载速度特别慢，但是通话没有任何影响，通话结束后几秒内网络会切换回4G网，继续之前的下载。这是为什么呢？难道不能一边打电话一边下载东西么？这边给您细细道来其中的秘密。& && &&&其实说到底我们无法避免一个最基础的问题，那就是4G与3G在语音通话方面真的不一样，就目前4G来说有三种语音通话的解决方案：SGLTE、CSFB（Circuit Switched Fallback，电路域回落）和VoLTE（Voice over LTE），我尽量把这三个说的通俗点。
& && && &第一种方案SGLTE：SGLTE很好理解，就是4G和3G/2G同时待机，4G用来上网，3G/2G则用来打电话，待机效果就像本文开头说到的那样，似乎一夜之间都自动升级到了双待模式。由于二者不互相影响，通话效果与上网使用都比较流畅，并且在4G初期以较小的投资建设解决了语言通话的问题，因此目前中国移动采购的绝大部分终端手机，都采用这种解决方案。但也正是因为手机内部有两套射频发射系统，因此最大问题就是功耗，待机和使用时间明显缩短。我们较为长期使用了其中一款定制机型，正常使用情况下，3100mAh电池居然撑不到一天，而它的3G机型在使用同样容量电池的情况下，待机时间是明显长出很多的。
& && &&&第二种方案CSFB：正所谓世上不存在完美的事情，在很多人看来双待机模式的高功耗问题是不能接受的，因此也有相当多的厂商转而寻求CSFB这种解决方案，这一方案的原理也非常简单，只使用一套射频芯片，通话时回落到2G模式（无法上网），通话结束后再恢复到4G/3G情况下。很显然，这种解决方案只有一套射频芯片，功耗问题得以很好的控制，但问题又来了CSFB的致命点就在于通话结束后不能很快恢复到4G/3G网络当中，初期这一时间差甚至长达十几秒，如果你觉得打完电话之后无法立刻使用网络不算什么大事，那么频繁的掉话就是根本不能接受的了，可以说CSFB相对于双待机来说未见成熟，但是随着4G技术的发展CSFB这个之前不能被接受的方案得以大幅优化，如果现在你拿起Find7打一通电话，你会发现我前面说的都是在闲扯——掉话现象基本不见了，而通话之后的网络切换时间也只有一秒这么短而已这就是技术的优化给我们带来的福利。。。第三种方案VoLTE：VoLTE带给用户最直接的感受就是接通等待时间更短，以及通话质量更高、更自然。VoLTE与2G、3G语音通话有着本质的不同，它是架构在4G网络上全IP条件下的端到端语音方案，相较2G、3G语音通话能提高40%左右，因为它采用高分辨率编解码技术。此外，VoLTE带来更低的接入时延（拨号后的等待时间），比3G降低50%，大概在2秒左右，而2G时代有6-7秒之多。此外，2G、3G下的掉线情况时有发生，但VoLTE的掉线率接近于零。虽然VoLTE听起来很美好，但短时间内我们还不可能体验到。这项技术只有在4G网络非常普及，并且覆盖率达到非常高的程度之后才能全面架设，否则当没有4G网络的时候，连最基本的电话都打不通，这个情况会可怕到难以想象，因此在4G还没有普及到像固话那么高的程度之前，仍然只能通过双待机或CSFB两种方式来打电话。& && &看完帖子相信大家对我们Find7的这个疑惑有所解答了吧，对，我们用的就是现在目前相对稳定优秀的CSFB这种语音通话解决方案。
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哇&&很强大的科普帖呦~~&&点赞！！！
原来排版是这样啊。。。
& && && &&font color=&red&&&font size=&4&&
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十几年的棒货黑我买这机器纯粹是被逼的。
一来用了13个月的二手14天洋垃圾神性价比 HTC 霹雳Thunderbolt
第十多次自由落体分解之后终于挂了。强悍的康宁大猩猩玻璃屁事没有，内屏右下角裂了导致出现黑边无所谓......关键是分辨率掉了一半，实在不能忍必须换机；而且本来想奔着霹雳强大的相机继续买二代却满TB都是翻新机不敢买。
二来讨厌封闭式反人类的愚蠢ISO系统，实在不看好坑爹的WP系统，娱乐机必须选安卓。
三来苦逼电信用户没人权，性价比高点的2K以内的高配置安卓电信机就没几台能选的。
四来虽然盲目棒货黑也明白其实智能手机核心元件很多都是棒货，在性价比下还是放下理想比较明智。
于是在选购目标一路纠结轮转——1K左右的霹雳2代热粥——1K出头的砍手摩托XT912
MAXX肥刀——1K出头的二儿子——2K内的姨妈巾NOTE1——2K内的期货王粗粮2S————终于还是确定了性价比无敌的超低调没人认识LG
VS950 4G LTE。
等正式去买的时候，在选定的TB店里看到了其他数据，VS950 4G LTE其实就是LG F100L Optimus
Vu的北美verizon定制版（TB上卖家软刷成了三网通用机），已经出了二代F200了。
LG F100L和LGF200有什么区别
主屏分辨率
，WCDMA，LTE
，WCDMA，LTE
GPRS，EDGE，HSDPA
GPRS，EDGE，HSDPA
2G：GSM 850/900/
3G：WCDMA 900/2100MHz
2G：GSM 850/900/
3G：WCDMA 900/2100MHz
黑色，白色，粉色
139.6x90.4x8.5mm
132.2x85.6x9.4mm
高通 Adreno220
高通 Adreno225
手写，笔画，拼音输入法
拼音中文输入法，笔划中文输入法，英文输入法
已接+已拨+未接电话
已接+已拨+未接电话
名片式存储
名片式存储
支持数字指南针
感应器类型
重力感应器，加速传感器，光线传感器，距离传感器
重力感应器，光线传感器，距离传感器
摄像头类型
前置摄像头像素
后置摄像头像素
传感器类型
最大支持像素照片拍摄
最大支持像素照片拍摄
1080p（，30帧/秒）视频录制
支持3GP/MP4等格式
支持3GP/MP4等格式
支持MIDI/MP3等格式
支持MIDI/MP3/AAC等格式
支持JPEG等格式
支持JPEG等格式
内置游戏，支持下载
支持蓝牙4.0
，IEEE 802.11 n
HDMI，USB v2.0
TXT，Quick Office，Adobe PDF
TXT，Quick Office，Adobe PDF
对比了参数，100是32G rom 1G ram不可插TF卡不可换电池原生中文系统，200是16G rom 2G
ram可支持64G卡可换电池韩文系统刷过来非十全十美，CPU还高了一级，价格嘛二手机才差100块，还用想么，直接就下单买了F200S了。
好吧，实际到手折腾了整一通宵升级到4.12系统装完基础软件，才发现自己被强悍的硬件数据重昏了头脑，实际想插卡使用了才想起来，F200是GSM制式的不支持电信啊，摔！！！
于是只好找了基友接盘，转头又重新买了台VS950。如果主力卡是移动的话，我还真心是向大家推荐F200S啊，目前最高性价比没有之一了。
好了被逼入手VS950就这么个经过，下面就入正文吧。
买这机器主要目的就是求的那5寸4：3巨大ISP屏幕以及方正硬朗的直角造型，在这点上目前而言我觉得有一只大手的男人想要商务范儿这还真是无机可出其右。三星NOTE那种圆角姨妈巾虽然塞裤兜可能舒服点但是蠢爆了！
同为亚洲人，再怎么黑棒也得凭着良心说，最强轻工的日系机要写号还不一定能完美用烦得一逼的情况下，工艺上这made in
korea的玩意还是很强大的，中华酷联在这方面估计是一辈子没得追。
单说这机顶的三个小开关就是诚意十足：最右电源键在有来电的时候边缘有一圈白光呼吸灯；中间的是MINI
USB接口的滑动保护盖；右边这个是直接开启LG自带画图软件的快捷键。
虽然没有NOTE的压感，安装了几个绘图软件之后发现笔画粗细还是得靠手条，好歹直接按快捷键呼出界面之后手写几个字当便签这功能就是商务来福值+99，实用性满载了。
而且百度看别人说NOTE的屏幕虽然有压感，画线什么的还是有延迟，那么就更没什么好后悔的了，平板完美压感估计还得再等两三年吧。
F200的官方保护壳后盖是直接拆了后盖换上，前面有皮盖子，下面专门有个笔槽放笔的，连笔一起卖200多，100的二手笔也要50块，忍住冲动没买，TB商家送的小短笔挂件后面卡上晨光中性笔的后半截就照样用了。
<img NAME="image_operate_1276" src="/blog7style/images/common/sg_trans.gif" real_src ="/mw690/4aa6bea0gw1e5co1wvu68j20m80j1tbu.jpg&690"
ALT="微手机评测&LG&VS950&4G&LTE&没人权电信屌丝用户的大屏福音"
TITLE="微手机评测&LG&VS950&4G&LTE&没人权电信屌丝用户的大屏福音" />
正面面板下面4个触控键没占面板位置又是比三星强的点需要赞扬。
而且四个键位跟我用习惯的标准配置不太一样，没有反人类的GOOGLE搜索键，分别是返回、主页、最近打开程序列表、菜单。相当实际完全不需要再自己自定义。键位默认背光是静默2秒后就自动关闭的也很贴心。
后盖非常简洁大方，坑槽纹路防滑性不错，边缘曲线手感很棒，比硌手的2B设计IPHONE强一百万倍。
相机镜头模块比后盖略低一点点也很好。&
使用第一天感受————
LG原生天气软件实在比不上HTC，装了墨迹，75%的电睡一晚上起来直接没电到开机都开不动了还以为机器挂了吓个半死。查看耗电拍行发现墨迹占用了近8成电之后果断卸载。改装了中华万年历，虽然桌面小工具显示的时候看不到即时温度，暂时懒得再换其他。
大屏爽，真心爽，不挑剔的我觉得这个IPS屏尺寸作为手机已经很够用很够用了，发色也还算自然。
巨大的5寸屏耗电不是盖的，开着最大亮度的话就算不干别的，也能肉眼看着电量一点一点往下掉，好可怕。还好为了自己眼睛好不是烈日下的话开10%也足够，就不那么明显了。
后背单点闪光灯装了手电筒工具之后......尼玛这光强得无法直视啊好可怕好方便。
然后我就上TB狠心大半百买了个保护套。
软皮盖手感很好贴很贴伏，也并没有增加太多的厚度。后背也还算入我眼。
这下再也不担心触摸屏在裤兜里自己帮我接电话发短信了！
机器正面的距离感应还是很灵敏的，接电话的时候一合上盖子马上关屏幕，也省电了不少。
加盖后唯一不爽的是左手持机的时候因为翻折过去的前盖不敢太用力捏怕太快老化折断，握持操作有干涉。
恩，前盖内侧开了个卡槽，刚好塞羊城通，很实用。
声音方面我木耳，不作太多评价。
听筒我接电话听着挺顺耳的，没破音。打电话朋友好像也没什么负面反馈。
外放开到100%的时候略有破音，不过我觉得需要开100%才听得清的地方也不算是享受音效的地方了，无所谓。
至于说境外机型铃声都偏小声......我用的铃声MP3在去年就已经是三次200%增幅转存的结果，真心无所谓啊。
耳机插口我接了个天语的渣耳机试了下有声......接桌面的HIVI的话拿手机跟笔电对比好像也没什么意思，就没再试。
屏幕方面我必须重点赞扬。
不是说发色，要追求色彩以目前的人类科技来看还是滚回去用专业CRT比较实际。
关键是像我这种食古不化的老顽固，忍痛抛弃4：3比例的PC显示器换成直接用笔记本已经很痛苦了，猛然间给我一台大屏4：3手机这喜大普奔的心情你们能理解么？能理解么！
32G容量说大不大说小不小，768P的分辨率弄点标清老TV动画塞进去看有多爽你们懂么？
用快图浏览看小黄漫不需要双击放大直接一页一页翻有多剩下另外一只手能干嘛你们懂的。
用布卡下一堆离线包每天睡觉前翻几本漫画有多爽你们理解么？只要不是GTO那种堆小字的反人类版面，这5寸屏直接带你重温15年前64开本盗版漫画满天飞的时代眼泪啊亲！
MINIPAD什么的那么大那么重还不能打电话有个球用，有此一机，平板钱也给省了啊。
耗电方面，开10%亮度用布卡看黑白漫画，连看2个多小时也就耗了一半的电而已。装了点心省电开启降频省电功能，双核CPU一般至少有一半是休眠状态，关掉移动数据和WIFI，GPS和通话不关的情况下睡8小时起来掉电2%，够好的了。
至于系统和软件。
TB卖家给装的精简系统已经吧绝大部分多余软件干掉了，颇干劲，VS950不能刷F100的ROM，在国内就没几个人用，所以将来也未必有其他ROM可刷，不过无所谓吧，真心爱折腾手机系统首先你就别用电信卡嘛。一个稳定系统用到换机不是啥坏事。
通话信号很强，在某朋友家他山寨手机电信信号显示满格打电话会断，我移动大诺基亚功能及信号一半的情况下，2/5格信号的VS950拨打接听清晰流畅无回声。
WIFI信号相对略弱，离书房路由3米左右隔面墙的卧室床头，以前霹雳关了卧室木门还能是满格，现在VS950不关门没事关了掉一格。当然这也跟路由器本身功率不大下两层楼楼道里就没信号有关系。
因为先玩了2天F200再用回VS950，多少有点落差。VS950的原生桌面主屏上的GOOGLE搜索弄不掉，快捷方式每列是4个，很烦。于是不得已还是装了GO桌面，然后就啥都无所谓了。实际上双核安卓的话1G
RAM不玩巨型游戏日常运作还是无压力的不用怕那20多M的常驻内存。而且GO桌面的桌面小工具电源管理可以很方便关WIFI和移动数据，相当实用。
原生闹钟用着不差，就没换装。
原生计算器是渣了点，哪家自带的都只是基础四则运算吧。果断装回RealCalc全功能版。
手电筒装的是随手电筒，还行。不过也求推荐无广告推送能调节亮度的好用手电软件？
日历和天气用的是中华万年历，墨迹SB冲突吃电前面讲过了。能生成桌面满页日历看农历，天气也有得看就够了。
画图软件装了LINE Brush&、 Ske、ch Book
和无限绘画这仨，无限绘画有一定概率会崩溃退出，原因待考。这仨以及系统原生带机顶实体启动快捷键的那个还没仔细研究以后再说。
GPS方面21个卫星，在妖都市中心成功搜星稳定7到9个，误差15米左右。
视频装了MX Player和DicePlayer，还没仔细测试。
音频装的是完美破解的Poweramp，功能确实强大，个人却是没太多时间会去用。
虽然直接USB接电脑就能识别那32G的ROM，还是装了个双重挂载SD卡方便搬运操作。
DroidWall和自启管理装上了还没认真去调。
ES文件浏览器和ES任务管理器以及R.E.管理器是必须装的。
游戏功能我就不多说了，从来觉得术业有专攻，PS2坏了、PSP在床头柜上都落灰快满一年了、笔记本里根本就没装游戏，我怎么也不觉得手机必须是玩游戏的主力，双核CPU下有1G
RAM虽然不大，还是足够我玩休闲类。
哦对了，为了安装完美破解的Poweramp，一起装了Lucky
patchen，结果昨天想给俩游戏升级一下，安装包大于25M的就无论如何显示内存空间不足。百度了半天发现是钛备份数据跟丫的冲突，于是怒进RE一删解百愁。
......然后游戏是顺利更新了，老子玩了一年玩到最高纪录190W+分，隐藏收集品全开的存档也就那么随风而逝了，这就是用盗版活该大家别学我......OTZ
于是最后最后作为一个有好几台相机的伪摄影爱好者，我来吐槽下相机系统。
当年我那么推崇HTC霹雳就是因为相机碾压IPHONE4无压力，结果F200S到手马上试相机之后满头黑线......这效果，连山寨机都TMD比不上！！
换装了大概10个拍照软件，各种测试之后，总算找到了解决方案，本想说LG的工程师是不是都是摄影盲，跟某朋友聊天后一拍脑袋想明白了缘由——
市面上最早流通的大屏幕电话应该是我大天朝安卓山寨板，不过不管是7寸还是10寸，接个耳机打电话看着都挺二的。
然后真正让大屏手机成为潮流的应该是三星的姨妈巾NOTE，那玩意......那玩意的设计初衷你想想标准配色是白色就明白了，人家就不是设计给汉子用的，人家追求的效果是————SB主妇觉得拿着大屏手机打电话显得脸小好看！
且不说F100初期配色也是白色后期才有的黑色男士向吧，我们单从棒子这设计理念继续延展思考，那么给SB女人用的相机该怎么调试才能让使用者满意？你说内置有后期优化的拍照软件？授权费不说，人家也觉得那是修出来的不是拍出来的还是不爽，所以！
丫的相机默认设置就是这样的了——默认正确饱和度对比度锐利度都调得很低自带磨皮，ISO一定要高提高拍照成功率，于是ISO每每1600的情况下给你出实际什么度都很低的图，就完全不能看了。
所以为了各种追求，目前我保留的是如下几个拍照软件。
晕影相机，超多特效。
全能相机，还是特效。
相机360，主要是启动快，可完全无声操作适合街拍。
Camera FV-5，真正的拍照主力。
FV-5强大的自定义项能真正挽救点错科技树的相机内核设置。首先必须吧ISO强行固定在100，然后照片编码格式里，对比度从适中的5开到6以上，饱和度开到7以上，锐利度直接奔30去，然后相机就能用了。
不过最初装的是汉化版Camera FV-5 1.42，有个重大BUG，所有照片信息里的拍摄时间都是
12：00。后来搜索到一个V1.46汉化版，问题完美解决。
这机器的微距情况下背景虚化和广角畸变意思还是有那么一点的。单台灯效果，它的全局测光不是特别好，灯太近了主体容易过曝。
窗户飘进来夕晒日光的时候效果就算颇能打的了。
福建某三流小县城傍晚落日。
日暮时分相机自己强行压出来了蓝天，有热噪也是没办法的。
其实这会天已经完全黑下来了，加上我手抖，清晰度有点折扣。
极限环境，没紫边没溢光，作为手机，不错了。
烈日直晒。
书房单台灯随手拍塑料小铁皮人。
实在写困了，之后想到什么再继续写吧。
总之个人认为，这机器算是目前没人权电信屌丝用户的大屏福音救世主。
不去追求2G RAM的话，这货一切参数都算主流水准，二手14天机1K出头的价位性价比有多高你们自己去算。
因为机型实在太小众，TB上和华强北都没多少人在卖，且不管有没有维修史可能，坏了好不好修，至少不用担心像主流街机一样容易买到各种翻新机。
完全不用担心在街上跟人撞款，想我用霹雳1年多点就碰到两次街上路人同款他们还没我的厚电，这台就更不用担心了。
直角边漆黑男士商务范儿，本人身高183，单手持机完全无压力。非低腰仔裤的话前口袋可以装。
强烈推荐电信奴使用，当然你用移动的话F200S更好得多哦。
转载随意但请注明出处，若有盗帖者还愿你丫下辈子干了那些恒河水。
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港版iphone5，在是否能用AT&T和T-MOBILE的4g网络？
有看到人说只能电话短信不能用上网的。。&也有人推荐AT&T网速比较快的。。&
不过想先确定的是到底能否支持当地的4g？&（港版iphone5是不支持国内移动4g的。。）
&#58904; 10 个回答
已有 1 人关注此问题 &
回答了问题 .
可以，国行的是全制式的，港版的除了电信的不支持都支持，在可以用
回答了问题 .
回答了问题 .
回答了问题 .
回答了问题 .
可以。手机和你一样，暑假去了，用的att，很赞，网速超快……
回答了问题 .
港版支持的4G。如果你买的是A1586或者A1524，也支持移动4G.
回答了问题 .
我们一行四人，带了若干部手机，pad和笔记本电脑，需要可以做热点使用的上网卡。根据事先做的功课，我们直奔AT&T商店去买卡。经过三四家营业部，漫长的询问和试验，最终我们发现AT&T没有我们要的卡。AT&T有若干种套餐，但是店员反复试验了我们的手机，包括苹果、三星、HTC等，还有我们自带的无线路由器，历时3个小时，最终结论是制式不符，除非购买他们店里140美元的无线路由器，否则上不了网。我们认为所谓制式不符，应该还是由于AT&T本土的限制，不然对于苹果三星这样全球销售的机型来说，不应该存在制式差异。不过后来我们无意中发现，我们携带的一部T-mobile运营商的手机，如果开通上网套餐应该是可以上网的，不过那时候已经快结束旅程了，也就没有去开。而且西部，除了城镇以外，相当大范围的公路上都没有任何基站，什么手机信号都没有，也不可能上网了。
回答了问题 .
回答了问题 .
港版5能用ATNT和T-MOBILE，但4G真没试过，同问
回答了问题 .
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智能手机的问世除了带动移动世代的崛起，更加速通讯技术的革新，在几年间，资料传输率的增加让使用者享受高速移动网络新体验，3G、4G、5G的议题热度也始终居高不下，并跃居产官学研等单位的研究主题。但是一般人对4G 乃至于5G的认知，就是手机上网的速度更快，并不了解背后的科学含意，本文将从不同通讯世代的角度切入，一步步带领读者认识这些技术背后的原理，到底什么是电磁波？什么是频宽？不同世代的差别又在哪里？
移动电话的世代
我们常常听到广告说：4G LTE，其中G 代表「世代（Generation）」，4G代表第四代，是为了与之前的第二代（2G）、第三代（3G）移动电话做出区隔，我们以目前全球市占率最高的欧洲系统来说明，这也是目前台湾所使用的系统：
第二代移动电话（2G）：GSM 系统只支援线路交换（注）的语音通道，主要透过语音通道打电话与传送简讯，GPRS系统支援封包交换因此可以上网，但是由于利用语音通道传送资料封包，因此上网的速度很慢。
第三代移动电话（3G）：UMTS 系统支援封包交换（注），可以用更快的速度上网，由于3G的手机同时支援2G ，因此当我们使用3G 的手机讲电话或传简讯时，仍然可以使用GSM 系统的语音通道来完成。
第四代移动电话（4G）：LTE / LTE-A 系统支援封包交换，可以用更快的速度上网，由于4G 的手机大多同时支援3G 与2G，因此在手机找不到LTE 基地台时仍然会以UMTS 基地台上网，讲电话或传简讯时仍然可以使用GSM 系统的语音通道来完成。
其实4G 使用的LTE 系统由于资料传输率很高，可以直接将语音资料切割成封包来传送，原理就和Skype 网络电话一样，而且由于取样频率更高，因此音质更好，称为「VoLTE（ Voice over LTE）」，但是封包交换通常费用是以资料传输率来计算，等于使用者讲再久费用都一样，对电信公司来说如何收到更多钱是个问题；反观线路交换是计时收费，电信公司能够赚到更多钱，因此目前台湾大部份电信公司的4G LTE系统仍然没有使用这种方式。
注：上面是针对3G、4G、5G通讯系统的简单描述，由于手机世代的进步很快，系统随时都在更新，每一家电信公司的系统又不一定完全相同，因此会与上面的描述有落差，有兴趣的人可以向自己的手机系统业者询问细节。
频宽的科学含意
一般人对通讯世代的认知就是愈后面的世代表示频宽（Bandwidth）愈宽，频宽就好像高速公路，频宽愈宽就好像高速公路愈寛（车道愈多），代表行车速度愈快，也就是通讯时资料传输率愈高；再讲简单一点，就是手机上网的速度更快，这样的观念是对的，但是这种认知是不科学的，要解释频宽，我们需要从电磁波说起。
无线通讯传递媒介：电磁波
电磁波（Electromagnetic wave）是由互相垂直的「电场（Electric field）」与「磁场（Magneticfield）」交互作用而产生的一种「能量（Energy）」，这种能量在前进的时候就像水波一样会依照一定的频率不停地振动，如图一（a）所示。电磁波每秒钟振动的次数是「频率（Frequency）」，单位为「赫兹（Hz）」，假设某一个电磁波一秒钟振动2 次，则频率为2Hz，如图一（b）所示；一秒钟振动4次，则频率为4Hz，如图一（c）所示，例如：无线区域网络（Wi-Fi）与蓝牙（Bluetooth）的通讯频率为2.4GHz，意思就是它使用的电磁波每秒钟振动24 亿次（在这里G 的意思是Giga，也就是Billion，代表10 亿，不是前面3G、4G、5G 的那个G）。
▲ 图一：电磁波的定义。（a）电磁波是由彼此互相垂直的电场与磁场交互作用而产生的能量；（b）每秒钟振动2 次则频率为2Hz；（c）每秒钟振动4 次则频率为4Hz。
宇宙里自然存在的所有电磁波如图二（a）所示，我们称为「电磁波频谱（Spectrum） 」，由图中可以看出中间的部分是光（Light），包括：红外光（Infrared，IR ）、可见光（人类肉眼可以看见的光）、紫外光（Ultraviolet，UV），因此光是一种电磁波；右边为频率更高（能量更高）的电磁波；左边为频率更低（能量更低）的电磁波，由于频率较低的电磁波比较安全，而且具有良好的绕射特性，因此适合用来做为无线通讯使用。
▲ 图二：电磁波频谱与应用。（a）电磁波频谱；（b） 通讯电磁波频谱。
目前用来做为无线通讯的电磁波如图二（b）所示，包括：
频率大约100G~1GHz 的电磁波：通常应用在卫星通讯、卫星定位、雷达与微波通讯等，而频率30GHz 以上（相当于波长10 毫米以下）的电磁波称为「毫米波（Millimeter Wave）」，目前有公司计划应用在5G 的通讯系统中。
频率大约100M~1MHz 的电磁波：通常应用在无线电视、移动通讯（GSM / GPRS）、调幅广播（AM）、业余无线电、调频广播（FM）等。
频率大约100K~1KHz 的电磁波：通常应用在航空无线电、海底电缆、电话与电报等。
无线通讯传递通道：频宽
频宽（Bandwidth）是用来传递讯号的「频率范围」，单位与频率相同为「赫兹（Hz）」，而且每一对通讯使用者必须使用「不同的频率范围」来通话，假设：
甲和乙使用频率900~900.2MHz 的电磁波通话（频宽900.2-900=0.2MHz）；
丙和丁使用频率900.2~900.4MHz 的电磁波通话（频宽900.4-900.2=0.2MHz）；
此时我们说这个通讯系统的语音通道频宽为0.2MHz。
手机并不会分辨到底是谁和谁在通话，而是接收某一个「频率范围（频宽）」的电磁波讯号，因此甲与乙通话时手机都接收频率900~900.2MHz 的电磁波，丙与丁通话时手机都接收频率900.2~900.4MHz 的电磁波，换句话说，所有的通讯元件都是「只认频率不认人」，而且相同频率范围的电磁波只能使用一次，不能重覆使用，否则会互相干扰。
频宽与资料传输率的差异
「频宽（Bandwidth）」与「资料传输率（Data rate）」的意义很类似，常常让我们混淆，这里简单说明它们之间的差别：
频宽（Bandwidth）是模拟通讯使用的名词：由图一可以看出，电磁波是一种连续的波动能量，既然是连续的当然一定是模拟讯号，因此「频宽（Bandwidth）」和它的单位「赫兹（Hz）」指的都是电磁波的物理特性。
资料传输率（Data rate）是数字通讯使用的名词：手机会先将我们讲话的声音（连续的模拟讯号）先转换成不连续的0 与1 两种数字讯号，再经由天线传送出去。资料传输率的单位「每秒位元数（bps：bit per second）」，代表每秒可以传送几个位元，也就是每秒可以传送几个0 或1，例如：1Gbps（1G = 10 亿）代表每秒可以传送10 亿个位元（10 亿个0 或1）。
资料传输率是数字通讯时实际传送每个位元资料的速率，重点是数字讯号让我们可以利用不同的调变与多工技术，使相同频宽的介质具有更高的资料传输率，这就是目前许多新的通讯技术，例如：3G 使用的WCDMA、4G 使用的OFDM 等被发明出来的原因，后面会再详细说明。
最后提醒大家，我们到中华电信申请的ADSL 是属于数字通讯，因此要选择10Mbps、100Mbps 指的其实都是「资料传输率」，不应该说是「频宽」，下回别再用错名词啰！
注：线路交换与封包交换
线路交换（Circuit switch）：是指传送端与接收端之间先建立一条专用的连线再进行通讯，传统的「语音通信（Telecom）」都是属于线路交换，例如：国内电话与国际电话、移动电话等在通话之前都必须先拨号，等交换机将电话接通之后才能通话，就是使用线路交换的方式，通常费用是以「使用时间」计算，例如：拨打市内电话或移动电话，使用愈久费用愈高。
封包交换（Packet switch）：是指传送端与接收端之间共用一条线路，必须先将要传送的资料切割成许多较小的「封包（Packet）」再进行通讯，目前的「资料通信（Datacom） 」都是属于封包交换，使用者要传送的资料愈多，则封包数目愈多，传送的时间愈长，电脑网络在通讯之前并不需要拨号，只要将网络线连接即可使用，就是使用封包交换的方式，通常费用是以「资料传输率」来计算，例如：中华电信的ADSL，不同资料传输率费用不同，但是使用时间没有限制。
在上面，我们了解到无线通讯的频谱有限，分配非常严格，相同频宽的电磁波只能使用一次，例如2G的GSM900系统使用频率范围890~960MHz，则其他的无线通讯就不能再使用这个频率范围，否则会互相干扰。为了解决僧多粥少的难题，工程师研发出许多技术，来扩增频谱的使用率，例如TDMA、FDAM、CDMA、OFDM，而在这些复杂技术的背后，只要能掌握两个基本概念，就能了解整个通讯技术的发展关键。
这两个基本概念为「调变技术」（Modulation）与「多工技术」（Multiplex）。其中调变技术是将模拟电磁波调变成不同的波形，来代表0 与1 两种不同的数字讯号，这样才能利用天线传送到很远的地方（这里只谈数字调变技术，不讨论早期的AM 、FM 这种模拟调变技术）。多工技术则是将电磁波区分给不同的使用者使用，由于手机必须设计给所有的人使用，当每支手机都把电磁波丢到空中，该如何区分那个电磁波是谁的呢？
数字调变技术（Digital modulation）
现在的手机是属于「数字通讯」，也就是我们讲话的声音（连续的模拟讯号），先由手机转换成不连续的0 与1 两种数字讯号，再经由数字调变转换成电磁波（模拟讯号载着数字讯号），最后从天线传送出去，原理如图一所示。
▲图一：数字通讯示意图。（Source：the noun project）
▲ 图二：数字讯号调变技术。（a）ASK：振幅小代表0，振幅大代表1；（b）FSK：频率低代表0，频率高代表1；（c）PSK：相位0°
代表0，相位180° 代表1。
数字调变技术的优点包括可以侦错与除错、可以压缩与解压缩、可以加密与解密、更好的抗杂讯能力等，我们所使用手机2G 的GSM / GPRS、3G
的UMTS、4G 的LTE / LTE-A、无线区域网络（Wi-Fi）、蓝牙（Bluetooth）等都是使用数字调变，显然数字通讯是发展的趋势。
传送端将数字讯号（0与1）转变成不同的电磁波波形称为「调变（Modulation）」；同理，接收端将不同的电磁波波形还原成数字讯号（0与1）称为「解调（Demodulation）」，所有的通讯装置一般都必须同时支援传送（调变）与接收（解调），因此科学家把负责调变与解调的元件称为「调变解调器」，英文就把「Mo
dulation」与「Dem odulation」的字头组合成一个新单字「Modem」，下回只要听到Modem就知道它是在做通讯用的元件啰！
多工技术（Multiplex）
多人共同使用一条资讯通道的方法称为「多工技术」（Multiplex），简单的说，天空只有一个，你的手机要丢电磁波出去，我的手机也要丢电磁波出去，两种电磁波在天空中混在一起，接收端该如何区分那些是你的（和你通话的），那些是我的（和我通话的）呢？
多工技术的目的就是让所有人使用，而且彼此不能互相干扰，为了增加资料传输率，可能必须同时使用两种以上的多工技术，才能满足每个人都要使用的需求。无线通讯常见的多工技术包括下列4
分时多工接取（TDMA）：使用者依照「时间先后」轮流使用一条资讯通道，如图三（a）所示，目前2G 的GSM / GPRS 系统有使用TDMA。
分频多工接取（FDMA）：使用者依照「频率不同」同时使用一条资讯通道，如图三（b）所示，前面介绍每一对使用者必须使用「不同的频率范围」来通话，其实就是FDMA，目前2G
的GSM / GPRS、3G 的UMTS 有使用FDMA。
分码多工接取（CDMA）：将不同使用者的资料分别与特定的「密码（Code）」运算以后，再传送到资料通道，接收端以不同的密码来分辨要接收的讯号，如图三（c）所示。目前3G
的UMTS 有使用CDMA。
正交分频多工（OFDM）：前面介绍过分频多工（FDMA）是使用者依照「频率不同」同时传送资料，而OFDM原理类似，唯一不同的是必须使用彼此「正交」的频率，这个原理比较复杂有兴趣的人可以参考这里，目前4G的LTE
/ LTE-A、无线区域网络（IEEE802.11a/g/n）、数字电视（DTV）、数字音讯广播（DAB）有使用OFDM 。
图三：多工技术（Multiplex）。（a）TDMA：依照时间先后轮流使用；（b）FDMA：依照频率不同同时使用；（c）CDMA：将不同使用者的资料分别与特定的密码运算。
多工技术的比喻
多工技术比较复杂，我们可以想像在房子里，甲与乙要讲话，丙与丁要讲话，戊与己要讲话：
分时多工接取（TDMA）：甲与乙先讲一句，再换丙与丁讲一句，再换戊与己讲一句，依此类推，大家轮流（分时）讲话彼此就不会互相干扰。
分频多工接取（FDMA）：甲与乙在客厅讲话，丙与丁在书房讲话，戊与己在卧室讲话，大家在不同的房间（分频）讲话彼此就不会互相干扰。
分码多工接取（CDMA）：甲与乙用中文讲话，丙与丁用英文讲话，戊与己用日文讲话，这样虽然大家在同一个房子里讲话，各自仍然可以分辨出各自不同的语言，当甲与乙用中文讲话时，丙与丁的英文以及戊与己的日文只是声音干扰而己，不会造成甲与乙解读中文的困扰；同理，当丙与丁用英文讲话时，甲与乙的中文以及戊与己的日文只是声音干扰而己，不会造成丙与丁解读英文的困扰，在这个例子里「用不同的语言讲话」就好像「用不同的密码加密」一样。
4G 与5G 的技术发展目的：增加频谱效率与频宽
「频谱效率」（Spectrum efficiency）是单位频宽（Hz）具有多少资料传输率（bps），可参考表1
的说明，当单位频宽的资料传输率高，代表频谱效率高，例如：LTE 可以提供上传2.5bps/Hz，下载5bps/Hz；LTE-A
可以提供上传5bps/Hz，下载10bps/Hz，显然LTE-A 的频谱效率比LTE 高。因此4G 与5G 技术的发展只为了两个目的：
增加频谱效率
由于相同的频率只能使用一次，因此必须利用更新的调变与多工技术来增加频谱效率，让相同频宽的电磁波具有更高的资料传输率，也就是把更多的0 和1
塞进相同频宽的电磁波里来传送。
由于目前的电磁波频谱里10GHz以下的电磁波大部分都已经被用掉了，频谱效率再怎么提高总有技术上的极限，因此科学家只能去挖更高频还没有被使用的电磁波来给5G手机用，大家现在明白为什么Samsung的5G技术会想要使用频率30GHz（相当于波长10毫米）的「毫米波（Millimeter
Wave）」了吧！相关的新闻请参考这里。
表1：数字通讯系统的频谱效率比较表
中的频谱效率是直接以资料传输率除以通道频宽，但是不同世代的通讯系统使用不同的技术，这个并没有考虑进去，因此表中不同世代应该分开来比较才有意义。
僧多粥少，无线通讯的使用执照与频谱分配
经由前面的介绍可以发现，无线通讯的频谱非常珍贵，僧多粥少，因此使用执照费也比较高。那么是由谁来决定那一种系统使用那一个频率范围才不会重覆呢？国内的无线通讯频谱目前是由国家通讯传播委员会（NCC）管理，每一家系统业者（例如：中华电信、台湾大哥大、远传电信等）都必须先向NCC
取得使用执照才能经营无线通讯业务，由于无线通讯的频谱非常珍贵，可以使用的频率范围有限，所以使用执照有限，通常会以公开招标的方式让出价最高的电信业者取得使用执照，这就是去年的「第四代（4G）移动宽频业务释照」。
不只如此，由于我们大家是共用同一个空间，如果无线通讯设备任意发出频率不正确的讯号会干扰到其他通讯设备，因此所有的无线通讯设备，包括我们使用的手机与无线区域网络（Wi-
Fi）、蓝牙（Bluetooth）等产品都必须先进行测试合格才可以上市销售。
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