5G只是和4G一樣網(wǎng)速的提升？沒(méi)你想的那么簡(jiǎn)單

　　近日，華為主推的PolarCode（極化碼）方案被國際無(wú)線(xiàn)標準化機構3GPP，確定為5G eMBB（增強移動(dòng)寬帶）場(chǎng)景的控制信道編碼方案在業(yè)界引發(fā)熱議，同時(shí)也讓用戶(hù)真切地感受到：5G時(shí)代要到來(lái)了。

　　在美國，運營(yíng)商ATT和Verizon都開(kāi)始了5G網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗，預計該網(wǎng)絡(luò )將于2020年正式上馬。對于5G，恐怕大家最熟悉的還是網(wǎng)速的提升，不過(guò)該技術(shù)可沒(méi)有那么簡(jiǎn)單，下面我們就列舉了關(guān)于5G技術(shù)你不得不知的5個(gè)問(wèn)題。

　　1. 5G帶來(lái)的可不只是網(wǎng)速的飛升

　　在網(wǎng)速方面，5G將比現有的4G快上10-100倍，這就意味著(zhù)未來(lái)我們能享有4Gbps的超高網(wǎng)速（這也是5G得名“沒(méi)有光纖的光纖網(wǎng)絡(luò )”的原因）。

　　ATT網(wǎng)絡(luò )架構部門(mén)副總裁漢克解釋道，網(wǎng)速的突飛猛進(jìn)主要得益于運營(yíng)商開(kāi)放更多的無(wú)線(xiàn)信道和毫米波技術(shù)（信號傳輸距離縮短，網(wǎng)速加快）的運用。此外，小型基站的運用提高了網(wǎng)絡(luò )的覆蓋率，數據的傳輸和交換距離也變得的更短。

　　漢克認為5G帶來(lái)的不只是速度的提升。實(shí)際上，對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)更重要的是5G在網(wǎng)絡(luò )容量上的提升，它可以承載更多的設備。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)建設的深入，未來(lái)聯(lián)網(wǎng)設備會(huì )變得越來(lái)越多，從辦公室的安防系統到車(chē)上的廣播都會(huì )成為5G網(wǎng)絡(luò )中的一員。預計到2020年，聯(lián)網(wǎng)設備的數量會(huì )有爆炸性的增長(cháng)，你的衣服、運動(dòng)配件、大橋，甚至身體都會(huì )成為網(wǎng)絡(luò )中的一環(huán)。

　　作為分析公司Recon AnalyTIcs的創(chuàng )始人和5G網(wǎng)絡(luò )專(zhuān)家，恩特納表示：“隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)革命的不斷推進(jìn)，5G網(wǎng)絡(luò )未來(lái)將成為數十億設備的堅強后盾。”

　　2. 網(wǎng)絡(luò )架構煥然一新

　　Gartner專(zhuān)家沙瑪表示，除了速度快和低延時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò )還有很強的向下兼容能力，因此在對其架構的改造上，研究人員可以有更大的自主權。

　　“5G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將加入類(lèi)似Cloud RAN（云端無(wú)線(xiàn)接入）的全新架構，本地化的微數據中心將會(huì )崛起，它們可以支持如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、高清視頻緩存和轉碼等基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò )功能。此外，對全新拓撲協(xié)議的支持讓5G可以更好的管理較為分散的異構網(wǎng)絡(luò )。”沙瑪說(shuō)道。

　　“5G網(wǎng)絡(luò )在基站建設上將會(huì )有突飛猛進(jìn)的發(fā)展，”恩特納說(shuō)道。“眼下我們還不知道未來(lái)會(huì )采用何種無(wú)線(xiàn)數據傳輸技術(shù)，許多人在這個(gè)問(wèn)題上產(chǎn)生了分歧。”

　　3. 前期實(shí)驗正在進(jìn)行中

　　除了此前提到的ATT和Verizon，許多公司也已經(jīng)開(kāi)始了5G網(wǎng)絡(luò )的測試，其中包括阿爾卡特朗訊、愛(ài)立信、富士、諾基亞和三星。

　　除了這些老牌電信設備商，還有許多科技公司也盯上了5G技術(shù)帶來(lái)的商機。谷歌（微博）最近就收購了5G網(wǎng)絡(luò )技術(shù)公司Alpental，以推動(dòng)毫米波技術(shù)的進(jìn)步。微軟也開(kāi)始利用電視的空白頻譜進(jìn)行測試。此外，Facebook發(fā)起了一項開(kāi)放式計算計劃，未來(lái)它將成為Internet.org的一部分，并為貧困的發(fā)展中國家提供網(wǎng)絡(luò )支持。

　　4. Wi-Fi技術(shù)暫時(shí)還沒(méi)有大的突破

　　雖然未來(lái)幾年5G技術(shù)將得到長(cháng)足的進(jìn)步，但我們熟悉的Wi-Fi卻沒(méi)有這份待遇。漢克認為業(yè)界在這方面犯了個(gè)大錯，畢竟兩種技術(shù)未來(lái)還會(huì )繼續共存，Wi-Fi技術(shù)的進(jìn)步也不能被忽略。不過(guò)，恩特納表示，業(yè)界也考慮到了Wi-Fi，但5G的主要任務(wù)是承載未來(lái)幾年內逐步上升的聯(lián)網(wǎng)設備，而不是在家里與Wi-Fi協(xié)同工作。

　　“5G非常重要，因為現有的網(wǎng)絡(luò )設計已經(jīng)無(wú)法承載未來(lái)龐大的設備量了。”恩特納說(shuō)道。“現在的情況大大超出了10年前的預期，我們需要找到有效的解決方式。”

　　5. 美國不會(huì )成為首個(gè)部署5G網(wǎng)絡(luò )的國家

　　除了美國運營(yíng)商，日本的NTT Docomo也已經(jīng)開(kāi)始了5G網(wǎng)絡(luò )的測試，此外，韓國則很有可能在2018年平昌冬奧會(huì )開(kāi)幕前正式上馬5G網(wǎng)絡(luò )。因此，在5G網(wǎng)絡(luò )的建設上，美國并沒(méi)有走在最前端，真正能最先體驗這一技術(shù)的是亞洲國家。

　　4G與5G網(wǎng)絡(luò )的區別和相似之處

　　4G標準解析

　　4G和LTE技術(shù)同義，它們都是現有3G無(wú)線(xiàn)標準的演化。實(shí)際上，LTE是3G的一種先進(jìn)形式，它標志著(zhù)數據/語(yǔ)音混合網(wǎng)絡(luò )向僅數據IP網(wǎng)絡(luò )的轉移。

　　LTE之所以能夠實(shí)現更高的數據吞吐量，主要依賴(lài)于兩大關(guān)鍵技術(shù)：MIMO和OFDM。后者的全稱(chēng)是正交頻分復用，這種頻譜效率方案可實(shí)現較高的數據傳輸速率，并允許多位用戶(hù)共享一個(gè)通用頻段。

　　多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)在傳輸和接收器上使用了多根天線(xiàn)，從而進(jìn)一步提升了數據吞吐量和頻譜效率。它使用了復雜的數字信號處理技術(shù)，可在相同頻段內設立多股數據流。早期的LTE網(wǎng)絡(luò )在上行和下行鏈路都可支持2x2 MIMO。

　　LTE標準使用了頻分雙工（FDD）和時(shí)分雙工（TDD）兩種雙工工作形式。但是，世界各國政府都基于出售LTE頻譜來(lái)獲利，而完全沒(méi)有任何規劃和考慮，這也導致了LTE如今擁有44個(gè)混亂的頻段。

　　最后需要指出的是，LTE網(wǎng)絡(luò )存在不同的類(lèi)型。從消費者的角度講，這些類(lèi)型主要根據理論速度區分。

　　LTE-Advanced：4G和5G之間的橋梁

　　LTE-Advanced（簡(jiǎn)稱(chēng)LTE-A）是原始LTE技術(shù)朝著(zhù)更高帶寬的演變，承諾帶來(lái)三倍于基本LTE網(wǎng)絡(luò )的速度。

　　LTE-A主要由5個(gè)部分所組成，分別是載波聚合、提升的的MIMO、協(xié)調式多點(diǎn)（CoMP）、中繼站、異構網(wǎng)絡(luò )或HetNet。

　　載波聚合或新道具和是一種傳輸方案，可允許來(lái)自不同頻譜的最多20個(gè)信號結合成單獨一股數據流。接下來(lái)，LTE-A會(huì )把MIMO的天線(xiàn)配置提升至8x8，以增加使用波束轉向技術(shù)的無(wú)線(xiàn)電流的數量。

　　隨后，協(xié)調式多點(diǎn)技術(shù)可讓移動(dòng)設備從多個(gè)單元（Cell，指代信號覆蓋的地理區域）發(fā)送和接收無(wú)線(xiàn)電信號，以減少來(lái)自其他單元的串擾，并確保單元邊緣也能擁有最優(yōu)性能。韓國運營(yíng)商SK Telecom在2012年夏天率先推出了世界首個(gè)LTE-A網(wǎng)絡(luò )，他們當時(shí)就使用了CoMP的一種早期形式。

　　LTE-A設置中的中繼是一種在單元邊緣使用多跳通信的基站。它會(huì )接收較弱的信號，然后增強其質(zhì)量并重發(fā)。

　　HetNet是最后也是最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節，這是一套由大小單元所層疊的多層系統，可產(chǎn)生廉價(jià)帶寬。作為蜂窩架構的逐步演變，HetNet的復雜程度要高得多。在這套網(wǎng)絡(luò )下，小單元會(huì )在蜂窩系統當中添加數百甚至數千個(gè)接入點(diǎn)。

　　值得注意的是，雖然LTE-A標準架起了4G和5G之間的橋梁，從很多方面來(lái)說(shuō)，HetNet的概念可以說(shuō)是LTE-A和5G網(wǎng)絡(luò )之間的粘合劑。這也就是為什么那么多的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)業(yè)觀(guān)察者會(huì )把5G網(wǎng)絡(luò )稱(chēng)作是LTE-A的增強形式。

　　進(jìn)入5G

　　下一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )（NGMN）聯(lián)盟對5G的定義如下：

　　“5G是一個(gè)端對端的生態(tài)系統，可帶來(lái)一個(gè)全面移動(dòng)和聯(lián)網(wǎng)的設備。通過(guò)由可持續商業(yè)模式開(kāi)啟的、具備連貫體驗的現有和新型的用例，它增強了面向消費者合作者的價(jià)值創(chuàng )造。”

　　基本上講，LTE-A是6GHz以下5G無(wú)線(xiàn)電接入網(wǎng)絡(luò )（RAN）的基礎，而從6GHz到100GHz的頻率則會(huì )同時(shí)進(jìn)行新技術(shù)的探索。就拿MIMO來(lái)說(shuō)，5G將該技術(shù)升級成了Massive MIMO，當中的天線(xiàn)配置從16x16猛增至256x256，這將會(huì )帶來(lái)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )速度和覆蓋的飛躍。

　　5G試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )的早期藍圖主要由波束成形技術(shù)和小單元基站組成。目前，愛(ài)立信、諾基亞和三星等公司已經(jīng)推出了使用這兩種技術(shù)的試點(diǎn)項目，所獲得的結果也令人振奮。

　　5G技術(shù)的目標可以被歸結為以下幾個(gè)數字：

　　1000x的容量提升

　　1000億+的連接支持

　　10GB/s的最高速度

　　1ms以下的延遲

　　如何區分4G和5G

　　1.首先也是最為重要的，基于LTE的4G網(wǎng)絡(luò )正在經(jīng)歷一次快速部署，而5G網(wǎng)絡(luò )目前還只停留在研究報告和實(shí)現項目階段，后者的大規模部署預計要等到2020年。

　　2.4G和之前的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )主要側重于原始帶寬的提供，而5G旨在提供無(wú)所不在的連接，為快速彈性的網(wǎng)絡(luò )連接奠定基礎，無(wú)論用戶(hù)身處的是摩天大樓還是地鐵站。

　　3.5G網(wǎng)絡(luò )并不會(huì )獨立存在，它將會(huì )是多種技術(shù)的結合，包括2G、3G、LTE、LTE-A、Wi-Fi、M2M等等。換句話(huà)說(shuō)，5G的設計初衷是去支持多種不同的應用，比如物聯(lián)網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)可穿戴設備、增強現實(shí)和沉浸式游戲。

　　不同于4G，5G網(wǎng)絡(luò )有能力處理大量的聯(lián)網(wǎng)設備和流量類(lèi)型。比如說(shuō)，當處理高清視頻在線(xiàn)播放任務(wù)時(shí)，5G可提供超高的速度鏈接。而面對傳感器網(wǎng)絡(luò )時(shí)，它就只會(huì )提供低數據傳輸速率了。

　　4.5G網(wǎng)絡(luò )將會(huì )率先使用云RAN和虛擬RAN這樣的新架構，以促進(jìn)一個(gè)更加中心化網(wǎng)絡(luò )的建立，并通過(guò)身處網(wǎng)絡(luò )邊緣的本地化數據中心來(lái)最大化地利用服務(wù)器農場(chǎng)。

　　5.最后，5G還會(huì )率先利用感知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，讓網(wǎng)絡(luò )基礎設施自動(dòng)決定提供頻段的類(lèi)型，分辨移動(dòng)和固定設備，在特定時(shí)間內適配當前狀況。換句話(huà)說(shuō)，5G網(wǎng)絡(luò )可同時(shí)服務(wù)于工業(yè)網(wǎng)絡(luò )和Facebook應用。