5G 可以怎样多送一些信息？
下载像运送一批小货物：通道可以更宽，每次可以带更多信息，也可以同时送几层。画面的盒子把这些变化分开，让你看清是哪一步增加了容量。
更多容量还需要合适的条件。信号不够清楚时，不能硬把每次的信息塞得更密；同时传几层，也要有合适的天线和无线环境。
高频段有机会提供较宽的通道，却也更容易被一些障碍削弱。天线阵列可以把信号集中到合适方向。看到“5G”，并不保证每次下载都更快。
看同一个资源单元怎样被放大
- 在速率盒里，分别只改变宽、深、高，看看容量怎样变。
- 保持传送方式不变，降低信号清晰程度，看看判断错误怎样出现。
- 增加分享网络的人数，再改变障碍物，观察哪些条件限制了速度。
公式、门槛和模型边界
进一步操作与数值核对
- 在速率盒里，先只拉宽，再只加深，最后只叠高。每一步只改变公式里的一个乘数，三个倍数相乘等于总倍数。
- 在子载波图上把取样点移到两个中心之间：相邻子载波在这里不再为零，这里指频谱上正确的频率取样点，不是说接收机随便选一个时间点就能分开信号。频率偏移会带来子载波间干扰。
- 在星座图上固定 256QAM，慢慢降低信噪比。噪声序列是固定的，只有噪声大小在变，所以你看到的红点变化完全来自信噪比。
- 在传播图上先切换“同尺寸面板”，再换不同的墙：阵列能补回自由空间里的频率差，却补不回混凝土墙在毫米波上的巨大穿透损耗。
- 在分享图上增加人数、降低你所在位置的信噪比、缩小回传：最终速度取无线份额和回传份额中较小的一个。
想核对技术细节？
下载像在运送一批小货物：可以用更宽的通道，每次带更多信息，或让几层数据同时传。这里把三种改变画成盒子的宽、深、高。5G 能快多少，要看具体配置和网络条件，并不是看到“5G”就一定更快。
4G 和 5G 的下行都用同一种基本方法：把一段频谱切成很多正交的子载波（OFDM），再在每个“资源单元”里用星座图放进若干比特。速率大致等于三件事相乘：每秒有多少资源单元（由带宽决定）、每个资源单元装几个比特（由信噪比决定），以及同时并行几层（由天线和信道决定），再扣掉控制与参考信号等开销。
3GPP 给 5G 终端能力定了一个近似峰值公式，TS 38.306 §4.1.2 写成：层数 × 调制阶数 × 缩放因子 × 948/1024 × 每秒资源单元数 × (1 − 开销)。用 100 MHz、30 kHz 子载波间隔（273 个资源块）、4 层、256QAM 代进去，下行约 2.34 Gbit/s。常见的 4G 单载波是 20 MHz、100 个资源块；2 层 64QAM 的传输块峰值是 150.752 Mbit/s（TS 36.213 的传输块表）。十五倍的差距里，拉宽载波贡献最大，约 5.8 倍，其中每秒资源单元增加 5.46 倍，另外约 1.06 倍来自 5G 公式的开销（0.14）低于本篇给 4G 估算的开销；256QAM 比 64QAM 多三分之一；4 层比 2 层多一倍。
带宽大多在更高的频率上才找得到。频率高了，两端都用单个天线时自由空间损耗会增加（28 GHz 比 3.5 GHz 多约 18 dB），而且墙体更难穿透。补救办法是大规模天线阵列：同样大小的面板，在高频能放下更多单元，把能量聚成对准手机的波束。
峰值公式里的每一项是什么？
v层 是空间层数，Qm 是每个调制符号的比特数（QPSK 为 2，256QAM 为 8），f 是能力缩放因子（这里取 1），Rmax = 948/1024 是最高编码率。N_PRB 是信道带宽里可用的资源块数，每个资源块 12 个子载波，取自 TS 38.101-1 的最大传输带宽配置表：100 MHz、30 kHz 时是 273。Ts = 10⁻³ / (14 · 2^μ) 是平均 OFDM 符号时长，μ 由子载波间隔 15 · 2^μ kHz 决定（TS 38.211）。OH 是开销，FR1 下行取 0.14，FR2 下行取 0.18。
4G 没有同样形式的公式。本篇用同一形式估算 4G：15 kHz、每毫秒 14 个符号、100 个资源块，并把开销校准为约 0.19，使 20 MHz、2 层、64QAM 正好等于 150.752 Mbit/s 的传输块峰值。用它估算 4 层 256QAM 得到约 402 Mbit/s，比传输块表的 391.656 Mbit/s 高不到 3%。这只是可比较的估算，不是 4G 规范公式。
为什么子载波重叠却不互相干扰？
本篇的 4G 示例采用 15 kHz 子载波间隔；5G 示例展示这些选择：FR1 的数据信道用 15、30 或 60 kHz，FR2（毫米波）用 60 或 120 kHz，所以图里的 120 kHz 只出现在毫米波频段。每个子载波在一个有用符号时长 T = 1/Δf 内是整数个周期的正弦波。它的频谱是 sinc 形状，在自己的中心为 1，在所有相差 Δf 整数倍的位置为 0。接收端在每个子载波中心取样，其他子载波的贡献恰好为零。真实系统在每个符号前加循环前缀，用来吸收多径时延；频率偏移、相位噪声和多普勒会破坏这种正交性。
本篇统一使用普通循环前缀。4G 的一个资源块是 12 个子载波 × 7 个符号，对应 0.5 ms 的时隙；1 ms 子帧里有两个，所以常把 12 × 14 的格子画在一起。在这个条件下，5G 的一个时隙有 14 个符号；子载波间隔加倍，有用符号和时隙都减半：15 kHz 时一个时隙 1 ms，30 kHz 时 0.5 ms，120 kHz 时 0.125 ms。扩展循环前缀是另一种配置：LTE 时隙可有 6 个符号，NR 在 60 kHz 时可有 12 个符号，并非所有配置都固定为 14 个。5G 还允许只占 2、4 或 7 个符号的“迷你时隙”调度，不必等整个时隙边界。更短的时隙能让调度更早开始，但总时延还包括处理、重传与核心网，图里只算“等下一个时隙边界”的那一段。
星座图里的门槛从哪里来？
星座图是未编码、按格雷码排列的正方形 QAM，平均能量归一化，叠加固定种子的高斯噪声。门槛取“符号误判率不超过 1%”，由解析误符号率反解得到：QPSK 约 8.2 dB，16QAM 约 15.7 dB，64QAM 约 22.1 dB，256QAM 约 28.2 dB。相邻两级大约相差 6 dB，也就是多装 2 个比特需要约 4 倍的信噪比。
这只是教学规则。真实系统用 LDPC 等纠错码，按 CQI 和 MCS 表选择调制与码率，在更低的信噪比就能用同样的调制。虚线是香农上限 log₂(1 + SNR)，任何编码都无法超过它。
高频一定更差吗？
两端都用各向同性天线时，自由空间损耗 20·log₁₀(4πdf/c) 随频率每翻倍增加 6 dB，28 GHz 比 3.5 GHz 多 20·log₁₀ 8 ≈ 18 dB。但天线的等效口径与增益有关：G = 4πA/λ²。如果基站面板面积不变，频率变成 8 倍，半波长间距的单元数变成 64 倍，增益正好多 18 dB，自由空间里的频率差被抵消；若两端都是固定面积，高频反而占优，只是波束必须对准。
穿透损耗不同。TR 38.901 表 7.4.3-1 给出材料损耗的频率模型：普通玻璃 2 + 0.2f、镀膜节能玻璃 23 + 0.3f、混凝土 5 + 4f、木材 4.85 + 0.12f（dB，f 单位 GHz）。混凝土在 3.5 GHz 约 19 dB，在 28 GHz 约 117 dB。人体、树叶和手握也会带来明显遮挡，本篇没有逐项模拟。
为什么实测速度远低于峰值？
峰值假定一个用户独占整个载波、信道足够好、终端支持全部层数。现实中小区里的用户分享资源格；离基站远或被遮挡时信噪比下降，调制和层数都会降低；上行、TDD 帧结构、回传链路和互联网服务器也会限制速度。本篇的分享模型只做了三件可比较的事：轮流分配资源格（起始用户逐时隙轮换，长期下每人正好一份）、用信噪比门槛决定调制、把固定回传平均分给同样的人数。第八章里“12 dB 只能用 QPSK”来自本篇未编码的门槛规则；真实系统靠纠错码和 MCS 表，在同样信噪比下往往还能用更高阶的调制，只是码率更低，所以这里的速度数字只用于同一规则下的 4G／5G 比较。它不预测任何一张 SIM 卡在某个地点的速度。ITU-R M.2410 把 20 Gbit/s 峰值与 100 Mbit/s 用户体验速率作为两项不同的 IMT-2020 指标，也说明了峰值和体验不是一回事。