5G背后那些不為人知的事

　　自從2009年瑞典運營(yíng)商 TeliaSonera正式商用全球首個(gè)LTE網(wǎng)絡(luò )以來(lái)，4G作為一個(gè)熱門(mén)技術(shù)一直被眾多運營(yíng)商和媒體所關(guān)注。正當國內三大運營(yíng)商的4G建設正在火熱的進(jìn)行中，5G又一次進(jìn)入了大家的視線(xiàn)。無(wú)論是中移動(dòng)、Vodafone這樣的運營(yíng)商還是華為中興這樣的設備商，對5G的渴望早已表露無(wú)疑。各種媒體更是把 5G描繪的天花亂墜，仿佛到了5G時(shí)代，我們可以享受到前所未有的互聯(lián)網(wǎng)體驗。但是情況果真如此么?5G的背后又有哪些不為人知的秘密呢?

　　1、5G就是解決移動(dòng)中觀(guān)看視頻的問(wèn)題?

　　有這樣一種觀(guān)點(diǎn)認為，5G實(shí)際上只能解決一個(gè)問(wèn)題，就是在移動(dòng)中觀(guān)看視頻的問(wèn)題。其他好處如單一標準帶來(lái)的全球漫游、終端設計簡(jiǎn)化等問(wèn)題會(huì )因為全球頻段不再統一，而可編程濾波器無(wú)法實(shí)現的問(wèn)題而無(wú)法實(shí)現。

　　遺憾的是，這樣的觀(guān)點(diǎn)并不正確的。由于每代移動(dòng)通信技術(shù)的關(guān)注點(diǎn)不同，不同的技術(shù)有著(zhù)本質(zhì)的區別。在1G、2G時(shí)代，技術(shù)研究人員關(guān)注的重點(diǎn)是人們最基本的需求“話(huà)音”。而到了3G、 4G時(shí)代，由于互聯(lián)網(wǎng)，特別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，人們對于隨時(shí)隨地上網(wǎng)的需求越來(lái)越強烈。3G、4G最大的特點(diǎn)就是可以提供極高的無(wú)線(xiàn)傳輸速率，廣告里常見(jiàn)的100Mbps，150Mbps等等正是它們的賣(mài)點(diǎn)。隨著(zhù)智能手機的普及，隨時(shí)隨地通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò )觀(guān)看視頻更是早已成為現實(shí)。作為4G的升級，利用 5G隨時(shí)隨地觀(guān)看視頻更是輕而易舉的事。

　　如果僅僅把5G當做高速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )，那就大錯特錯了。真正的5G終端不僅可以兼容4G標準，同時(shí)還可以降低終端成本，提供真正意義的全球漫游。隨著(zhù)4G的普及，特別是VoLTE的推廣，未來(lái)的4G網(wǎng)絡(luò )將代替2G、3G網(wǎng)絡(luò )成為全球運營(yíng)商的主流。到了 5G商用的2020年，2G、3G網(wǎng)絡(luò )將會(huì )在全球范圍內退網(wǎng)，全球通信標準也將以4G為主。而現階段全制式融合芯片早已從技術(shù)上解決了多制式多頻率全球漫游的問(wèn)題(比如iPhone6)，假如2G、3G退網(wǎng)，手機終端設計僅需支持4G、5G網(wǎng)絡(luò )。這種手機不僅成本低廉，全球漫游也更加容易?？梢哉f(shuō)，5G時(shí)代不僅解決了移動(dòng)中觀(guān)看視頻的問(wèn)題，還徹底解決了全球漫游的問(wèn)題。

　　2、5G就是頻譜利用率的提高么?

　　又有這樣一種觀(guān)點(diǎn)認為，新一代通信技術(shù)替代上一代通信技術(shù)，頻譜利用效率也會(huì )越來(lái)越高。正因為如此，5G所要做的就是提高4G的頻譜利用率。

　　遺憾的是，情況并不是如此簡(jiǎn)單。早在4G牌照發(fā)放之前，聯(lián)通就在不少城市推出了峰值速率 42Mbps的WCDMA網(wǎng)絡(luò )。由于利用了多種的先進(jìn)調制技術(shù)，升級版的WCDMA僅僅利用5MHz的帶寬就可以實(shí)現42Mbps的峰值速率。到了4G時(shí)代，即使是峰值速率最快的FDD-LTE， 也只能在20MHz的帶寬下實(shí)現最多150Mbps的峰值速率。換算一下，帶寬5MHz的FDD-LTE峰值速率僅有37.5Mbps，頻譜利用率甚至低于3G網(wǎng)絡(luò )。FDD-LTE如此，TD-LTE更不用說(shuō)?？梢哉f(shuō)，只看頻譜利用率，4G網(wǎng)絡(luò )和3G網(wǎng)絡(luò )相比并沒(méi)有太多的優(yōu)勢，頻譜利用率的提升遇到了瓶頸。

　　由于頻譜資源的稀缺性，要想在無(wú)線(xiàn)通信中實(shí)現高速率，除了通過(guò)調制技術(shù)提高頻譜利用率，剩下的辦法就是增加傳輸的帶寬。一個(gè)常見(jiàn)的例子是WiFi，從早期的802.11a/b/g/n，到后來(lái)的802.11ac，傳輸的速率一直在不斷的提升，這中間的竅門(mén)就是雙頻率。在早期的WiFi標準中，往往使用2.4GHz一個(gè)頻段。這個(gè)頻道由于使用人數眾多，往往存在強烈的干擾，直接影響了實(shí)際的用戶(hù)體驗。為了解決這一問(wèn)題，WiFi聯(lián)盟采用了新的頻段5.8GHz。這個(gè)頻道雖然頻率較高干擾卻較少，利用兩個(gè)頻段的結合，最新的WiFi標準可以輕而易舉的實(shí)現150Mbps以上的下載速率。

　　以WiFi作為參考，在頻譜利用率達到瓶頸以后，多頻率混合組網(wǎng)成為了5G考慮的方向。利用不同頻段的速率疊加，5G可以從根本上解決網(wǎng)絡(luò )速率有限的問(wèn)題。雖然頻譜利用率暫時(shí)無(wú)法提升，5G依然可以實(shí)現4G所無(wú)法達到的高速率。

　　3、5G時(shí)代人人都能享受高速率嗎?

　　和WiFi類(lèi)似，無(wú)論是4G還是5G，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )資源都是多人共享的。假如只有一個(gè)用戶(hù)接入基站，理論上是可以享受峰值速率的。但是如果10個(gè)用戶(hù)同時(shí)接入這個(gè)基站下載數據，在忽略其他干擾因素的前提下，每個(gè)用戶(hù)最多只能享受到十分之一的下載速率。當然，實(shí)際的情況可能更加復雜，下載速率可能會(huì )受到信號強度、同時(shí)下載數據的用戶(hù)數、基站扇區數、服務(wù)器快慢等眾多因素的影響。在現實(shí)生活中，一個(gè)基站顯然不可能只為一個(gè)用戶(hù)提供服務(wù)。即使是5G所宣傳的超高速率，分攤到多個(gè)人身上也不會(huì )太高(想想被蹭網(wǎng)的感受)。

　　實(shí)際上，5G所宣傳的高速率對于普通用戶(hù)并沒(méi)有多大作用。要想體驗到更高速率更低成本的網(wǎng)絡(luò )，最直接的方法還是使用有線(xiàn)光纖，同時(shí)在末端利用WiFi進(jìn)行小范圍高速率的覆蓋。而指望通過(guò)5G就實(shí)現人人高速率的體驗，不僅成本上難以接受，體驗上也會(huì )隨著(zhù)用戶(hù)數的增加而大打折扣。

　　總結

　　5G之所以會(huì )來(lái)，并不是因為消費者有這樣那樣的需求，而是因為5G背后巨大的利潤。為了在未來(lái)的通信市場(chǎng)分一杯羹，運營(yíng)商和設備商們是絞盡腦汁。特別對于電信和聯(lián)通兩位難兄難弟，受夠了4G時(shí)代為了扶持自主知識產(chǎn)權的諸多限制，他們迫切希望有一種技術(shù)可以從根本上統一5G標準。在國家扶持自主知識產(chǎn)權的大背景下，我們迫切希望中國的技術(shù)人員可以盡早參與制定出完善的5G標準，盡可能多的在國際合作中占據優(yōu)勢。到了那個(gè)時(shí)候，無(wú)論是FDD還是TDD，我們都可以驕傲的說(shuō)：“這都是中國人的智慧”!